砂土中隧道施工引起土体内部沉降规律特征的室内模型试验研究

随着城市建设的发展,隧道下穿管线以及建(构)筑物基础事故案例逐渐增多,由隧道施工引起的地层沉降问题日益受到重视。针对这一问题,本文基于室内大型模型试验,以干砂为填料,通过调整模型箱底部沉降条的沉降量模拟了隧道施工过程中地层的沉降。分析了对不同深度土体沉降量、地层损失量,研究不同深度土层沉降规律以及地层损失量变化特征。试验结果表明,沉降槽宽度系数与土层埋深之间具有较好的线性关系;不同深度土层的沉降槽体积不是一个常数,与中心最大沉降量Smax以及沉降槽宽度系数i有直接关系;地层损失量受沉降发展程度、埋深等因素影响。     

隧道开挖诱发地表沉降的三维预测模型构建及应用分析

基于地层损失原理,对隧道开挖诱发地表沉降三维理论解进行了修正。以重庆市某在建隧道工程为背景,综合应用了室内相似模型试验和三维扫描技术,分析了隧道埋深和开挖进尺对地表沉降变化的影响规律,验证了三维地表沉降修正理论解的可行性。结果表明：随着隧道埋深增加,沉降槽区域也随之增大,地表最大沉降值逐渐减小;隧道开挖进尺的增加对沉降槽和地表最大沉降值的影响并不显著。     

城市轨道交通隧道周边地下管线变形预测研究

通过总结工程实测资料,指出地下管线刚度较大时,管体与地层之间存在较大的差异沉降。地下管线整体变形与地层移动规律基本相同,隧道垂直下穿时,管体沉降曲线基本符合正态分布。对隧道工程地表沉降预测Peck公式进行修正,建立地下管线变形预测公式,结合已有地层损失率V1研究成果,计算得出管线降槽宽度参数Kp的参考取值。数值模拟结果表明,隧道水平下穿较垂直下穿引起的管线变形大,预测公式可初步评价水平下穿时管线的变形。刚性管线纵向拉应变预测公式也可做相应修正,以计算管线自身的变形。工程应用实例表明,相关修正公式预测结果与模拟计算和实测结果较为吻合,具有较强的实用性。     

基于浅埋暗挖法施工隧道的Peck公式反演分析

浅埋暗挖法在我国公路隧道施工中依然是主流工法,依托工程实例通过线性回归基于Peck公式进行反演分析,验证了Peck公式在浅埋暗挖法的适用性,并引入代表最大沉降量和沉降槽宽度系数两个修正系数,得到适用于工程所在地区的更为精确的Peck公式沉降预测公式.     

盾构隧道开挖引起地层位移计算理论的对比与修正

隧道开挖引起的地层位移历来是学术界和工程界所关注的热点问题。首先,阐述了盾构隧道开挖引起地层位移的传统计算理论,对国外5条经典盾构隧道实例进行了计算和对比,分析结果表明:Peck经验公式、Yoshikoshi法和Celestino法拟合精度均较高;Loganathan和Poulos法计算得到的最大沉降值略小于实测值;Sagaseta法与Verruijt和Booker法的计算结果几乎相同,最大沉降量均明显偏低;Park浅埋法计算结果与实测值较为吻合。其次,基于多条盾构隧道的地表沉降实测数据,得到了地表沉降槽宽度系数is的修正拟合公式,该公式表明:is与隧道的开挖半径R、埋深h和土质条件(土体内摩擦角φ)有关,且与R+h tan(45°-φ/2)呈线性关系;此外,对多组盾构隧道深层土体沉降实测数据进行统计分析,获取了深层土体沉降槽宽度系数iz的修正拟合公式,该公式表明:iz与地表沉降槽宽度系数is之比iz/is,同该土层深度hz与隧道上覆土层厚度T之比hz/T之间呈对数函数关系。实例对比分析结果表明:地表和深层土体沉降槽宽度系数修正拟合公式均能较好地预测地层变形。     

隧道开挖过程中地层变形的统计分析

 以70余座浅埋暗挖法修建的隧道的实测数据为基础，对影响地层变形的各种因素进行统计分析，提出浅埋暗挖隧道的最大沉降量计算公式。同时还得到几点地层变形规律，如：最大地表沉降和拱顶下沉值的概率分布近似成正态分布；随着围岩稳定性由好变坏，地表沉降和拱顶下沉值也呈逐渐增大的趋势；隧道跨度为5～10 m时，II，III，V类围岩条件下的最大地表沉降值与上覆土层厚度关系呈凸形状，II，III类围岩的最大拱顶沉降值在埋深25 m范围内随隧道埋深增大而增大；拱顶沉降与地表沉降比值多为0.5～1.5；在埋深小于20 m范围内，沉降槽宽度多为(8～12)R(R为等效半径)。最后对50余座产生塌方隧道的坍落高度和塌方量进行统计，并对影响隧道塌方的主要因素进行分析。该研究成果为隧道进一步的设计、施工提供科学的参考依据，具有重要的实用价值。     

Peck法在武汉地铁隧道地表沉降预测中的适用性分析

运用Peck法进行隧道地面沉降预测时,须求解适合于研究区域内特殊地质条件的沉降槽宽度i,该参数随区域特殊地质条件的差异而变化较大,这导致Peck方法的运用具有很强的地域性。运用最小二乘法对武汉地铁第24标段隧道区间的地面横向沉降量实测数据进行了Peck曲线拟合,结果表明:隧道纵向中线埋深与沉降槽宽度i在本区间也大致存在线性关系,即i=kH,且在本区间地层多为黏土、粉质黏土、黏土夹碎石情况下的k值宜取为0.7～0.9之间;当隧道中线埋深为10～15m之间时,约50%的监测断面系数k可取值为0.8,最大可取值为0.95,总体上其平均值约为0.86。运用前人提出的i值经验公式计算结果与拟合值进行比较,所得比值可作为修正系数对不同的经验公式做相应的系数修正,使之能够满足不同地域特殊地质条件下i值的计算需要。运用Peck法进行本区间隧道施工引起的横向地面沉降预测研究是可行的,其沉降槽曲线可以很好地拟合及预测本区间地铁隧道施工引起的地面沉降情况。     

基于郑州粉质黏土弱湿陷性地层盾构 隧道施工的Peck公式改进

以郑州地铁14号线盾构隧道施工为工程背景,基于郑州地区粉质黏土弱湿陷性地层,通过对盾构施工过程中60组地表沉降现场实测数据的分析研究,并借助线性回归的方法,分别引入系数α,β以修正地表最大沉降量以及沉降槽宽度,得到适用于郑州地区粉质黏土弱湿陷性地层的Peck沉降预测公式。结果表明:当修正系数α介于0.33～0.73,β介于0.6～1.0时,Peck沉降预测公式经过修正后所绘制的地面沉降曲线更接近现场实测数据。     

软土地区盾构隧道施工沉降槽的特征分析

根据实测资料 ,分析了上海软土地区盾构隧道施工时所形成的沉降槽的特征。通过统计、拟合、对比及作图等方法 ,对沉降槽的形状、沉降槽与隧道埋深的关系、沉降槽随时间的演变以及沉降槽宽度系数与埋深和时间的关系进行了深入的研究 ,得出了在软土地区具有重要指导意义的结论。     

管棚注浆支护隧道开挖引起地表变形特征分析

隧道开挖引起的地表变形是工程安全的重要指标,基于管棚注浆隧道开挖引起的地层受力分析,将地表变形影响因素分为注浆压力、附加荷载和地层损失,并引入Mindlin解和Peck公式,获得了隧道引起的地表变形计算公式。通过对地表变形特征进行分析,结果表明:岩土力学参数对地表变形最大值有显著影响,但对沉降影响宽度影响甚微;沉降槽宽度、地层损失率和沉降宽度与沉降槽宽度比值(I/i)均随内摩擦角和黏聚力增大而减小,弹性模量对沉降槽宽度几乎没有影响,随弹性模量增大,沉降槽宽度稳定在7.6~7.9,地层损失率迅速减小并在1.2‰左右趋于稳定,I/i则迅速增大并稳定在3.0左右。隧道参数对沉降最大值和沉降影响宽度均有显著影响,且影响幅度没有减缓的趋势;在单一地层中,随着埋深增加,沉降槽宽度、地层损失率均呈直线增大,I/i值先增大后减小;随洞径增大,沉降槽宽度呈线性增大,地层损失率呈线性减小,I/i值先增大后减小,最大值为3.1左右。