考虑土拱效应的盾构隧道施工地表沉降规律研究

发布时间：2025-04-26 23:31

　　 在盾构隧道施工中,易因地层损失引起地面沉降。在PECK公式中,假定地表沉降槽面积等于地层损失,忽略了土体在开挖前后应力状态的变化而产生的变形,从而产生误差;在隧道拱顶,因土体的不均匀沉降形成土拱,部分土体自重应力被转移到邻近的土体而出现应力释放,引起土体回弹,因此土体沉降槽面积小于地层损失。基于此,本文提出了一种考虑隧道拱顶土体卸荷回弹后的沉降槽面积计算方法,并据此对PECK公式的地表沉降计算方法进行了修正。

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【部分图文】：

图1 地表沉降计算示意图

式中,φ为土体内摩擦角,Z0为隧道中心深度。由式(3)绘制的地面沉降分布曲线如图1所示。如果假定沉降槽面积等于地层损失,则

图2 隧道拱顶滑动柱示意图

式中,Vs(z)表示埋深z处地层损失(m3/m);τ为深度z处的剪应力;H表示隧道拱顶覆土层厚度(m);2B1为假想滑动土柱宽度,B1=Rcot(π/4+φ/22);E为拱顶土层回弹模量(kPa),各参数如图2所示。图2中,土体实际滑动面为aa,为简化分析,假定....

图3 剪应力简化计算模型

土体实际滑动面为图2中aa,为简化分析,假定滑动面为图2中ab,据此建立下面的简化计算模型,如图3所示。如图3所示,当土拱效应充分发挥、土体濒临破坏时,滑动面上的剪应力等于抗剪强度,即土中剪应力τmax=τf=c+σhtanφ。在土中取一微单元,作用在微单元上的剪应力合力dq为:

图4 实验区间工程地质纵剖面图

表1隧道拱顶土层的工程地质特征及分布Tab.1Engineeringgeologicalcharacteristicsofsoilonvaultoftunnel层号厚度/m埋深/m土层描述(1)1层杂填土1.60.00灰色,上部0.50m为....

本文编号：4041534