地铁隧道施工引起地层变形的反分析预测系统

地铁施工诱发地层环境损伤的众多问题中，地层沉降的预测与控制是急待深入研究的重要课题。为此，研究开发出了地铁隧道沉降预测(STSP)系统；给出了随机介质理论预测隧道施工诱发地表横向和纵向变形的计算公式；基于最优化理论的共轭方向加速法，研究了地铁隧道施工引起地面沉降的Peck法与随机介质法各自的多参数反分析方法；并将理论公式与反分析法编程实现；实例分析证明了理论方法与程序系统的科学性和可靠性．     

基于非均匀收敛模式的双线地铁隧道施工诱发地层变形规律分析

基于位移控制理论,采用双线开挖椭圆化非等量径向土体位移收敛模式,提出了双线地铁隧道施工诱发周围地层变形的位移控制点源解析方法以及位移控制数值模拟方法.算例结果表明,位移控制方法可以充分考虑隧道施工引起的地层损失,可以较好地预测双线平行地铁隧道开挖引起的土体变形.成果可为合理制定双线平行地铁隧道开挖对周围土工环境的保护措施提供一定的理论依据.     

地表沉降的双洞体叠加peck公式及数值分析

为解决地下隧道开挖引起地表沉降,结合广州某采用盾构推进形式地铁隧道实例,运用常规理论计算法与数值模拟方法计算地表沉降,研究地表变形特性。结果表明：双孔平行隧道开挖中地层损失是引起的地表沉降的主要因素;土体位移的叠加原理适用,地表沉降槽以两隧道中间位置为轴线基本对称分布在其两侧;地层损失率控制在1．5％～2％时,理论值较为接近模拟计算值。     

基于修正Peck法的隧道施工全地层变形规律研究

研究隧道施工引起上覆不同深度处的地层沉降变形对分析城市地铁隧道施工对邻近建(构)物的影响意义重大.考虑隧道施工地层扰动变形由下向上逐渐变形的特点,基于Peck法的沉降槽宽度与随机介质理论中地表影响半径关系,由下向上逐步分析隧道上覆各埋深地层的沉降变形;考虑各地层土性质、厚度和隧道半径对沉降槽宽度造成的影响,求得沉降槽宽度在地层各深度处的表达式;讨论了隧道上覆地层土性参数、成层土厚度和隧道开挖半径对地层沉降变形的影响,分析表明:地层的沉降槽宽度主要取决于该地层与隧道开挖面之间的覆土性质和厚度,与隧道半径也有很大关系;地层土的性质、厚度和隧道半径决定了地层的沉降范围,而地层损失决定了地层沉降量大小.隧道半径越大,沉降槽宽度越大;覆土的内摩擦角越小,沉降槽的宽度越小,地层沉降曲线越窄.     

基于苏州地层盾构施工的Peck公式修正

基于苏州地铁盾构施工的地表沉降实测数据,运用线性最小二乘法进行拟合,通过Peck公式的两个重要参数:沉降槽宽度系数与地层损失率,对Peck公式进行修正,使其适合苏州地区土层盾构施工的地表沉降预测。结果表明:针对苏州地层,在运用Peck公式预测盾构施工引起的地表沉降时,使沉降槽宽度系数在0.42~0.59之间,地层损失率在0.53%~0.85%之间,可以获得良好的曲线,且与原始的Peck公式相比,预测的结果与实际情况更吻合。     

隧道开挖地表移动参数选取的自适应遗传算法

针对某地铁车站开挖引起地表沉降较大的问题,基于车站开挖引起地表沉降的实测数据,利用随机介质理论方法反演地铁车站初步开挖引起的地表移动参数,包括沉降槽影响范围以及断面收缩率,并利用所得的参数对该车站下一步开挖进行地表沉降预测;通过类似地层条件的地表沉降实测数据,利用数值模拟正交反分析法确定主要模型参数,预测了该地铁车站各施工阶段引起的地表沉降值。并结合洞内特征点的收敛发展规律,将地表沉降理论预测结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:由于2种预测方法的不同导致最终的地表沉降值存在差异,但主要开挖阶段引起的地表沉降基本一致;主要的差异来源于数值模拟方法考虑了更为具体的衬砌施工工序,导致开挖过程中洞内收敛特征与理论预测方法明显不同。     

盾构法施工地铁区间隧道的地表沉降

地下开挖引起的地表沉降是地铁修建过程中非常关键的问题．在文章中,以盾构法施工的某地铁隧道试验段的实测地表变形数据,分析了地表变位的特点,得到几点定性规律,并用Peck公式对实测点进行拟合,发现沉降曲线与正态分布曲线非常接近．将拟合结果与以往经验公式进行了对比,发现两者吻合较好．     

平行双隧道盾构法施工地表沉降仿真计算研究

盾构法施工引起的地层移动和地表沉降是盾构隧道设计和施工中非常关注的问题.以杭州地铁1号线某盾构区间的双线平行隧道为背景,采用三维快速拉格朗日法,对不同应力释放率及轴线间距下的隧道施工进行了仿真计算,预测与分析了先建隧道、后建隧道引起的横向地表沉降及总的横向地表沉降.将计算结果用Peck公式进行了拟合,并与实测值进行了对比,均较为吻合.仿真计算结论可供后期施工参考.     

西安地铁盾构施工地表沉降影响因素研究

针对盾构施工过程中诱发的地表沉降量预测问题,将地表下沉视为一随机过程,运用随机介质理论对地表下沉量进行预测计算,将隧道周围的收敛量ΔR分为3个组成部分,即开挖面处应力释放引起的超挖量、偏心超挖量以及盾尾施工间隙.目的是为了在利用随机介质理论预测地表沉降量时,将盾构过后隧道周围的弹塑性位移对盾尾施工间隙的影响考虑进去,使得预测结果更加可靠.提出的计算断面收敛量的方法并结合随机介质理论预测得到的地表沉降数据和沉降曲线趋势与实际结果符合.并通过计算发现此二维弹塑性位移对盾尾施工间隙的影响不容忽视.考虑了盾尾弹塑性位移后的预测结果与实测结果更加接近.     

城市地铁隧道施工期间地层隆沉预测方法研究

基于考虑地铁施工过程中地层的特殊性,研究一种城市地铁隧道施工期间地层隆沉预测方法.以江西省某市为研究对象,使用Mindlin基本解与边界收敛模型,分析施工过程中地层损失导致的地层隆沉,并确定沉降槽宽度系数;依据该系数使用Peck理论建立地层隆沉预测模型,根据盾构推进时的刀盘扭矩、推力、速度以及沉降槽宽度系数修正预测模型...     

超近距双线隧道旁穿建筑群的信息化施工风险控制

为减轻双线盾构隧道旁穿引起的建筑物沉降,采用FLAC^3D对不同施工方案的双线隧道旁穿建筑物引起的地层沉降进行数值模拟,对实施的右线隧道变线+左线钢环内支撑+双线花管注浆加固方案的施工参数进行优化,并进行相关的工程实测分析。 结果表明:原方案造成的建筑物差异沉降为26.5 mm,远超其10 mm的控制标准;采用排桩加固或右线变线后左线钢环内支撑和双线花管注浆加固方案均能使建筑物差异沉降满足要求;优化右线盾构参数可减轻对建筑物影响;施工荷载和注浆压力是后行右线影响先行左线受力状态的主要因素,采用实时监测的信息化施工是必要的。超近距离双线盾构顺利旁穿建筑物群,相关结果可为类似工程提供借鉴。     

Superposition model for analyzing the dynamic ground subsidence in mining area of thick loose layer

The dynamic ground subsidence due to underground mining is a complicated time-dependent and ratedependent process. Based on the theory of rock rheology and probability integral method, this study developed the superposition model for the prediction and analysis of the ground dynamic subsidence in mining area of thick loose layer. The model consists of two parts(the prediction of overlying bedrock and the prediction of thick loose layer). The overlying bedrock is regarded as visco-elastic beam, of which the dynamic subsidence is predicted by the Kelvin visco-elastic rheological model. The thick loose layer is regarded as random medium and the ground dynamic subsidence is predicted by the probability integral model. At last, the two prediction models are vertically stacked in the same coordinate system, and the bedrock dynamic subsidence is regarded as a variable mining thickness input into the prediction model of ground dynamic subsidence. The prediction results obtained were compared with actual movement and deformation data from Zhao I and Zhao II mine, central China. The agreement of the prediction results with the field measurements show that the superposition model(SM) is more satisfactory and the formulae obtained are more effective than the classical single probability integral model(SPIM), and thus can be effectively used for predicting the ground dynamic subsidence in mining area of thick loose layer.     

基于Logistic预测模型的地铁隧道地表沉降预测研究

以武汉地铁二号线虎泉站至名都站区间施工监测数据为基础,运用Logistic时间函数模型,对由地铁区间隧道开挖引起的地表沉降曲线随时间变化规律进行拟合分析。根据拟合结果,确定了该区间隧道开挖过程中沉降量Logistic时间曲线的5个关键点及3个未知参数,从而建立了针对该区间隧道地面沉降的Lo-gistic时间预测经验模型,将该模型用于预测得到了很好的预测结果。     

平行隧道开挖引起场地沉降的透明土模型试验研究

为了便捷现代城市交通,地铁系统普遍采用平行隧道模式.平行隧道开挖引起的场地沉降预测一般基于单一隧道工况,利用简化叠加法生成变形剖面,而没有考虑两个隧道之间的相互作用.采用透明土模型试验技术,自主研发平行隧道模型试验装置及试验方法,研究了在砂质场地上开挖平行隧道引起的地表和地层沉降特性.通过模型试验探索了平行隧道间距、土...     

城市地铁TBM隧道掘进诱发既有建筑物变形的空间属性效应

针对城市地铁全断面硬岩隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)隧道掘进诱发既有建筑物沉降变形的问题,考虑隧道下穿城市建筑物群实际工况的复杂性,以青岛地铁1号线小北区间段硬岩地层TBM隧道掘进下穿既有建筑物群为实际工程背景,采用数值计算分析方法,建立TBM隧道掘进连续下穿多座既有建筑物的三维力学计...     

复合地层中盾构施工对邻近建筑物群的影响分析

为指导盾构施工方案的决策,选取合理的施工参数和必要的加固措施,研究了盾构施工对邻近建筑物的影响.以深圳地铁2#线某区间隧道为背景,采用FLAC3D有限差分软件,对不同地质条件盾构下穿建筑物进行模拟,研究建筑物沉降、变形特征.根据现场监测数据总结出盾构施工对邻近建筑物的影响规律,分析地质条件、基础类型等因素与建筑物变形的关系.研究表明,隧道左、右线分别通过建筑物时其基础的沉降值迅速增加,有明显的二次沉降规律;隧道两线与建筑物平面位置关系决定其对建筑物二次扰动的程度,正下方穿越比侧穿对建筑物的影响要大;盾构断面为软弱岩时引起的建筑物沉降较大,为硬岩时沉降显著减小.