《地下開挖面飽和砂土的顆粒流動與開採損失機理》是依託同濟大學，由廖少明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：地下開挖面飽和砂土的顆粒流動與開採損失機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：廖少明
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
地下開挖面處的砂土地層的流動與開挖損失預測是環境保護與風險控制的關鍵。而飽和砂土地層開挖面的不穩定特性和破壞脆性決定其在地下工程中產生的地層損失相當難於評價。在疊加往復振動條件下，位移中的砂土顆粒受到振動激勵而加速運動，加劇開挖面的水土流失。而砂土拱效應又會導致這種地層損失的滯後假象而誤導工程師的判斷，延誤處理時機而致重大災害。因此，研究這一課題具有重要的理論與實踐價值。採用宏細觀力學相結合，通過地下開挖模擬實驗，研究砂土在振動及多相壓力介質支護條件下開挖面的顆粒流動與地層移動規律，分析地層損失機理；採用基於動態鬆弛漸進性破壞有限元與顆粒流數值模型實驗，分析振動對飽和砂土拱效應及削峰效應的影響以及地層位移擴展的時效特性；最終建立往復振動下基於砂土細觀顆粒流的地層移動預測新理論與新方法，為地下開挖工程的超前預報與風險控制提供科學指導。
結題摘要
飽和砂土中地下開挖面處的地層損失預測是環境保護與風險控制的關鍵。而飽和砂土地層開挖面的不穩定特性和破壞脆性決定其在地下工程中產生的地層損失相當難於評價。本研究通過動三軸試驗，分析了典型動荷載作用下砂土的動力特性變化規律；通過理論分析，建立了不同支護模式下盾構隧道開挖面穩定性和基於顆粒流橢球體理論的砂土中隧道鬆動區與鬆動土壓力計算方法；使用離散元數值方法研究了砂性地層顆粒接觸及流動特性對土壓平衡盾構開挖面穩定性和地層損失的影響規律及機理；通過地下開挖模擬實驗，研究對比砂土在振動與非振動、液相傳遞壓力介質支護條件下開挖面的顆粒流動與地層移動規律，分析地層損失機理；初步建立往復振動下基於砂土細觀顆粒流的地層移動預測理論與方法，為地下開挖工程的超前預報與風險控制提供科學指導。
