高水位软弱地层条件下大直径钢顶管稳定性

作者：荆哲; 房鹏帅; 张耀阳; 李文杰^*; 梁斌

来源：科学技术与工程, 2022, 22(27): 12131-12138.

• 软弱地层
• 大直径钢顶管
• 椭圆化变形
• 屈曲模态
• 稳定性系数

顶管在顶进过程中发生的失稳破坏已严重威胁工程的安全施工。以中交二公局第四工程有限公司承担的石岩北清污分流钢顶管工程项目为依托，基于薄壁圆柱壳屈曲理论，通过改变长细比、径厚比和埋深等影响因素对大直径钢顶管应力、屈曲模态和屈曲荷载进行分析。分析结果表明：钢顶管稳定性随长细比(顶管长度与管道外径的比值)的增加而减小，长细比<30(短顶管),易发生局部屈曲破坏，长细比>30(长顶管),易发生整体失稳破坏；在均布围压作用下，钢顶管屈曲模态以局部屈曲为主，其稳定性随径厚比的增加而减小；钢顶管实际稳定系数随埋深变化由管周围压和椭圆化变形共同决定。基于以上分析结果，提出了大直径钢顶管稳定性系数经验公式，结合工程实例进行验证，具有良好的指导意义。

• 单位
  土木工程学院; 中交二公局第四工程有限公司; 河南科技大学