基于PFC2 D的高填黄土减载明洞土体固结蠕变分析

摘要：

为探究黄土固结蠕变对减载明洞(cut-and-cover tunnel,CCT)周围土压力及土体位移的影响,首先通过离散元软件PFC2D建立虚土减载的高填黄土明洞(high-filled cut-and-cover tunnel,HFCCT)模型,研究了明洞洞顶土压力,不同填方深度处的竖向土压力和竖向位移,填土表面沉降及土颗粒接触力链随黄土(填土和虚土)固结蠕变的演化规律,并就相关影响因素[虚土(relatively low-compacted soil,RLC)厚度、宽度、矢跨比]变化对考虑土体固结蠕变条件下明洞受力的影响进行了参数化分析,确定了虚土减载时的最佳参数取值.结果表明:虚土减载时,由于其压实度较低,压缩性较大,能够在土体内部激发土拱效应,具有减载效果;随着土体的固结蠕变,土颗粒间的接触趋于紧密,压缩性降低,土拱效应逐渐消失,减载效果被削弱;伴随土体的固结蠕变,减载明洞各层的竖向土压力及竖向位移呈现先增大、后回调、最终稳定的特征;明洞顶的接触力链由稀疏变为密集,分布趋于均匀,说明固结蠕变促进了土体内部的应力重分布,土颗粒间接触更加紧密,各土层的应力分布趋于均匀;当土体的固结蠕变基本稳定时,填土表面的竖向沉降量将达到累积沉降量的90％以上.明洞在考虑土体固结蠕变影响时,虚土的最佳减载厚度为6.0 m,最佳减载宽度为12.8 m,最佳矢跨比为0.7.

关键词：高填明洞(HFCCT)、黄土、减载、固结蠕变、PFC2D、土压力、竖向位移

所属期刊栏目：22

分类号：TU432(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;甘肃省科技计划

在线出版日期：2023-04-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：14360-14369