盾构施工引起的土体位移计算公式

为计算由盾构法隧道开挖引起的周围地层变形,总结目前已有的计算公式,对由正面附加推力、盾壳与土体之间的摩擦力和土体损失等引起的土体变形分别计算,然后把所得结果进行叠加得到盾构引起的总土体位移。     

盾构施工地铁隧道地层损失率计算分析

目前,国内地铁隧道建设较多采用盾构法施工,过程不可避免地引起了周围地层的损失,损失的大小是判断施工对周围环境影响程度的主要依据。本文提出了在隧道上方地面布设监测点的方法,通过地面沉降槽准确计算该断面地层损失率,为类似地层中的盾构施工提供了借鉴。     

盾构隧道开挖引起的土体位移有限元分析

为了研究某地铁隧道过江段开挖施工引起的土体位移变化情况,建立了隧道盾构施工的有限元模型,基于生死单元法模拟了过江段盾构隧道开挖过程,计算了盾构施工不同阶段的土体表面沉降量及土体竖向和横向位移沿深度变化情况。研究表明土体位移随盾构开挖过程逐渐变化,竖向位移沿地表至隧道埋深处逐渐增加,隧道位置处的侧向位移量最大,且土体位移与盾构参数有密切关系。     

盾构施工引起的土体移动实测分析

掌握盾构施工引起的土体扰动变化规律并预测其变位程度,及时进行信息反馈,以调整施工参数,对工程施工的顺利进行极为重要。本文以北京地铁某盾构工程为背景,通过施工监控,测定某一监测断面的地层移动,探讨了地铁盾构施工与地层移动的关系。     

隧道施工引起土体变形计算参数研究

隧道施工引起土体变形的扩散传播计算模型认为,模型参数B反映土体变形的扩散程度,但是由于隧道中心线上的沉降分布数据不易测得,其拟合反分析方法不适用于大多数案例。为了进一步研究模型参数B的取值以及与土体性质的关系,在土体变形扩散传播计算式的基础上,推导了假设隧道上覆土体不发生体积变化的扩散系数B的简化计算公式,利用案例实测数据反分析得到参数B的取值,总结了参数B与土体性质的关系,得到了参数B在不同类型土体中的取值范围及其与土体压缩模量之间的近似关系。     

马蹄形盾构施工引起的土体竖向位移计算研究

针对马蹄形盾构施工引起的土体变形,基于Mindlin位移解和随机介质理论,考虑不同因素对土体竖向位移的影响,提出了马蹄形盾构施工引起的土体竖向位移计算方式。研究结果表明,造成开挖面前方隆起的主要原因为马蹄形盾构施工的盾壳摩擦力;在取不同正面附加推力时,对隆起影响不同,表现为正面附加推力越大,隆起越明显;在土体损失率不同的工况下,土体损失引起的沉降量与土体损失率呈正相关。     

朝上盾构施工引起土体变形的数值模拟研究

朝上掘进盾构机从水平隧道始发向上掘进过程中,会导致周边土体变形。采用三维有限元模拟软件MIDAS GTS NX对过程进行建模,利用网格激活钝化、改变网格参数与属性的方法,模拟朝上掘进盾构施工的实际过程,得到隧道周边土体的变形规律,研究不同竖向隧道长度、不同朝上盾构掘进速度等因素对土体变形造成的影响。研究结果表明,在朝上掘进盾构的掘进过程中,地表土体离竖井中心点距离越近,其沉降呈现出先增加后减少,甚至隆起的情况,水平位移相比于竖向位移改变量较小;竖向隧道长度越长,土体及水平隧道因盾构向上掘进产生的扰动就越大;而施工时朝上盾构掘进速度越慢,对于土体的竖向扰动影响就越小。     

含气地层盾构施工引起的土体变形理论研究

盾构隧道穿越含气地层时,浅层气的存在将会影响地铁的正常施工.为探究其影响,依托某盾构穿越含气地层的实际工程,将放气后的土体变形等效为局部均匀沉降,并考虑挤土效应、土体软化、注浆压力以及土体损失等施工因素,首次提出含气地层盾构施工引起的土体变形理论计算公式.研究表明:理论计算结果与实测数据较为吻合,能较好地反映含气地层盾...     

双圆盾构隧道施工土体扰动特性及实测分析

以上海轨道交通6^#线双圆盾构区间隧道工程为背景，通过动态监测双圆盾构施工引起土体分层沉降、水平位移、孔隙水压变化、海鸥块背土挤土现象，总结归纳双圆盾构掘进土体扰动的基本规律，提出了双圆盾构施工土体扰动的区域性、时段性特征。     

盾构法隧道施工引起的土体变形预测

 理论分析表明,不同土质条件下盾构法隧道施工引起的土体移动模型有区别。基于盾构法隧道统一土体移动模型,假定土体不排水,采用N. Loganathan等提出的研究方法,通过对Verriujt计算公式进行修正,推导得到盾构施工过程中由于土体损失引起的土体变形二维解,该方法适用于施工阶段。算例分析表明：所给出方法的计算结果与实测值较吻合,适用于从流塑～坚硬状态的所有黏性土。Loganathan公式只适用于流塑状态的黏性土,当土质较硬时,计算所得到的土体沉降要比实测值小;盾构施工引起的隧道上方土体沉降从地面向下呈非线性增大,在隧道顶部达到最大,离隧道越近,增长越快;隧道周围土体产生向隧道侧的水平位移,从地面向下逐渐增大,在略高于隧道轴线附近达到最大值,再逐渐减小直到0。离隧道越近,土体水平位移越大。     

不同施工工况下双圆盾构引起的土体沉降研究

采用随机介质理论,推导出双圆盾构隧道施工时正常工况和旋转工况下由于土体损失引起的土体沉降计算公式。算例分析表明：本文方法地面沉降预测结果与实测值比较吻合;旋转工况下双圆盾构隧道施工引起的土体沉降曲线呈不对称,最大沉降值出现在向下旋转一侧,能较好的解释实测地面沉降曲线不对称的原因。在相同土体损失率时,与正常工况相比,旋转工况产生的最大沉降量变小,但沉降槽宽度变大。两者引起的土体沉降沿深度变化规律也有区别。     

软土区双线盾构施工引起的土体变形及孔压研究

以杭州地铁2号线某盾构区间工程为背景,推导饱和软土双线盾构掘进引起的土体变形及孔压理论解,结合实际工程参数分析土体及超孔压变化规律;控制切口附加推力、盾壳摩擦力和盾尾注浆压力的取值,研究不同施工参数对土体竖向变形的影响。结果表明:盾构接近研究断面时,施工参数对土体变形的影响较大;当双线盾构推进通过研究断面一定距离后,其施工引起的横向地表位移变化和切口附加推力作用下的超孔压变化趋于稳定;盾壳摩擦力对孔压的影响范围主要集中在盾构穿越一半长度内;当双线盾构远离研究断面后,盾尾注浆作用产生的超孔压力趋近于0;研究结果可为杭州软土区类似盾构工程提供指导建议。     

盾构隧道施工引起的工后地面沉降研究

 对盾构施工引起的隧道轴线上方土体超孔隙水压力和工后地面沉降进行研究,提出盾构隧道施工引起的土体应力释放率计算方法。基于Henkel 超孔隙水压力理论,推导与隧道衬砌相邻的土体初始超孔隙水压力值。假定与衬砌相邻的各点具有相同的应力释放率,得到隧道拱顶处土体的超孔隙水压力计算方法。运用应力传递理论,提出隧道轴线上方土体的超孔隙水压力分布模式。假定压缩层厚度为隧道覆土厚度,采用太沙基一维固结理论,得到隧道轴线上方地面工后固结沉降理论计算公式。算例分析结果表明,该方法的预测值与实测值非常吻合。     

盾构推进引起土体扰动理论分析及试验研究

对盾构推进引起的周围土体扰动破坏机理进行了理论分析,并通过现场监测和静力触探试验对理论分析的结果进行了比较验证。     

不同直径盾构隧道地层损失率的对比研究

地层损失率是引起地面沉降最主要的因素之一。因此,收集了国内盾构隧道地面最大沉降实测数据,利用Peck公式反推得到地层损失率的取值,研究大直径(D10m)与中小直径盾构隧道地层损失率的分布规律及主要影响因素。结果表明:(1)中小直径、大直径盾构隧道施工引起的地层损失率分别有93.19%在0%～2.0%、近70%在0%～0.5%之间,大直径盾构隧道施工引起的地层损失率数值更小,分布更集中;(2)中小直径、大直径盾构隧道引起的地层损失率分别随着地层条件变好、地层渗透性的变小而减小;(3)两种直径盾构隧道的地面最大沉降与地层损失率均具有一定的线性相关性;(4)隧道覆土深度比与地层损失率的相关性较弱;(5)中小直径盾构隧道引起的地层损失率随着地层黏聚力、内摩擦角以及弹性模量的增大而逐渐减小。研究成果可为今后相关地区类似隧道工程施工诱发的地面沉降预测和施工控制提供科学参考。     

双线盾构施工中后行隧道沉降槽偏移量取值研究

后行隧道沉降槽偏移量b值可以反映先行隧道开挖对后行隧道施工的影响。对5例21个实测数据的统计结果表明:b值与先行隧道开挖在后行隧道处引起的土体位移有关;在β平均值大于0.5的工程中,先行隧道开挖在后行隧道轴线处引起的竖向土体位移与b值呈现明显的线性关系;当β值≤0.5时,土体位移与b值的关系变得更为复杂,但仍可用关于β值、水平土体位移和竖向土体位移的线性关系式拟合b值。分析表明:先行隧道开挖卸载效应会引起后行隧道沉降曲线向靠近先行隧道方向偏移,先行隧道对土体的扰动会使后行隧道沉降曲线向远离先行隧道方向偏移。     

盾构隧道叠交施工引起的土层位移场分布规律

考虑盾构隧道叠交施工之间的相互影响,应用边界单元法对相邻隧道开挖过程中的三种典型叠交位置关系,引起的地层位移场分布规律及相互影响进行分析。分析结果表明:单条隧道开挖引起的地表最大沉降值出现在隧道轴线的正上方,而两左右或上下相邻隧道开挖的地表及土层内部的最大沉降值则出现在两隧道的纵轴线之间,且偏向上方埋深较浅的隧道。隧道开挖引起的地层深层与浅层变形趋势是一致的,但在两隧道轴线上方深层土体的沉降要远比浅层土体大。叠交隧道的埋深及其相对空间位置关系对土层的位移场有较大的影响。     

富水砂层中盾构施工引起的土体应力变化规律

以广州地铁某施工段为背景,应用现场监测与数值模拟相结合的方法,对富水砂层中盾构施工引起的土体应力变化进行了研究和分析,得出了盾构施工引起的地层土体应力变化规律,以期为类似工程提供指导。     

平行隧道盾构施工对土体变形的影响分析

采用有限差分软件FLAC^3D,建立盾构隧道的三维数值模型,研究平行盾构隧道施工引起的地表沉降和土体水平变形规律。比较了单、双孔隧道施工地表沉降的特点,分析了平行盾构隧道施工的同步性、掌子面距离、注浆时间和土舱压力等对土体变形的影响,研究结果对实际工程具有一定的参考意义。