大断面浅埋隧道地表沉降Peck修正公式及其应用

针对经典Peck公式未考虑隧道断面形状、埋深对大断面浅埋隧道地表沉降影响的不足,考虑断面形状与隧道埋深修正系数改进Peck公式。利用白塔山隧道地表沉降实测数据对修正公式进行验证,两个监测断面预测值与实测值平均相对误差8.3%,最大相对误差18.4%。进而采用修正Peck公式对不同断面形状、不同埋深隧道开挖引起的地表沉降进行预测。结果表明:地表最大沉降与断面形状修正系数成正相关,地表最大沉降依次为矩形-1(Ⅰ)>马蹄形-1(Ⅱ)>圆形(Ⅴ)>矩形-2(Ⅲ)>马蹄形-2(Ⅳ);随着大断面浅埋隧道埋深增加,地表最大沉降减小而地表沉降槽宽度相应增大。地表沉降曲线形态由窄而深过渡到宽而浅,地表核心沉降区面积也逐渐减小。研究成果可为类似工程提供理论支持和技术参考。

基于小半径曲线隧道盾构施工的Peck公式修正及其工程应用

[目的]在城市轨道交通线路规划中,因受建筑物地基、地下管道和软弱土层等因素影响,通常会选用曲线隧道乃至小半径曲线隧道。与直线隧道相比,小半径曲线隧道盾构施工加大了地面沉降失控风险。因此,需对小半径曲线隧道盾构施工中地面沉降控制进行研究。[方法]通过计算曲线隧道盾构施工过程中的超挖间隙,推导出曲线段内每一环的超挖量;又通过引入地层损失率得出隧道半径与地层损失率的关系;根据现有Peck公式的适用性统计分析结果,结合基础地层损失率、总地层损失率、超挖导致额外地层损失率,以及沉降体积切片计算得出了适用于小半径曲线隧道盾构施工的修正Peck公式。以太原某地铁线路的工程实例为研究背景,将修正Peck公式计算结果与现场监测数据进行对比,验证了修正Peck公式的适用性。[结果及结论]工程实例验证结果表明,修正Peck公式对小半径曲线隧道盾构施工具有较好的适用性。

基于Peck线性修正公式的地面沉降数值模拟预测

为更好地预测工程扰动诱发地面沉降的趋势,以某地铁盾构施工项目为例,通过对原始的Peck公式变形得到其线性修正公式,利用实测沉降数据和数值模拟沉降数据反推公式中的未知参数,得到更为精准的适用于项目所在地的Peck沉降预测公式及其沉降曲线。结果表明,在工程扰动下,经过推导及拟合后的Peck公式具有很强的适用性,地面沉降实测值的拟合函数和数值模拟计算值的拟合函数的相关性系数都很高,同时其沉降预测曲线也与实际情况相贴合,证明预测模型可靠。提出的方法有助于提高对工程扰动下地面沉降规律的把握程度,可为工程的潜在风险及施工提供有效预警和指导。

基于Peck公式的隧道盾构施工引起的地表沉降预测研究

隧道盾构施工引起的地表沉降预测受到诸多因素的影响,在实际应用中有较大的误差。为更准确地预测隧道盾构施工引起的地表沉降,基于南京地区过江通道隧道工程开挖引起的地表沉降大量的实测数据,采用数学方法,引入地表最大沉降量修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对Peck公式进行修正,使之适用于研究区段工况。实例应用结果表明:当α介于0.9~1.0、β介于0.9~1.1时,采用Peck修正公式可得到较好的地表沉降预测效果。

基于黄土隧道洞口浅埋段的Peck公式修正

黄土隧道洞口施工地表沉降开裂影响施工安全,以往采用Peck公式进行研究,存在预测精度等问题。为更准确地预测黄土隧道洞口浅埋段地表沉降,以临夏-大河家高速公路胡林家隧道为例,基于进口段实测数据,采用线性回归法对Peck公式进行优化。引入最大沉降量Smax修正系数α、降槽宽度i的修正系数β和隧道开挖进尺对最大沉降量影响的系数α1,确定修正系数得出Peck修正公式。基于洞口浅埋段开挖进尺与最大沉降间的影响关系,发现埋深对Smax修正系数与沉降槽宽度的作用规律,构建黄土隧道洞口浅埋段施工参数对地表沉降关系模型。实测数据样本点分布在修正后的Peck公式上下限之间,修正后的Peck公式误差减少,对临夏等地区黄土隧道洞口浅埋段的适用性较好。

基于Peck公式的富水砂质地层盾构隧洞施工沉降分析

根据深埋富水砂质地层的长距离盾构隧洞实测资料,分析了Peck公式关键参数理论取值的适用性,并进行数值模型计算,对比分析了富水砂质地层隧洞的实测地表沉降量与理论计算沉降量。研究结果表明:对于埋深、开挖洞径比H/D>5的深埋富水砂质地层的盾构隧洞,在无法揭穿不透水层的情况下,地表沉降是在不排水条件下产生的,地层损失率建议取值范围为0.5%~1.0%;埋深较大、在地层内部形成的“承载拱”拱顶距离地表垂直距离较远,导致了实测地表沉降槽宽度远小于理论计算值;提出了赋予参数n的改进Lee公式,建立了隧洞拱顶沉降量与地表最大沉降量的关系式。

Peck修正公式在郑许市域铁路地表沉降预测中的应用

为准确预测粉土、粉细砂地层盾构隧道开挖引起的地表沉降量,采用线性回归拟合方法,对郑州机场至许昌市域铁路(以下简称“郑许市域铁路”)盾构隧道施工引起的地表沉降监测数据进行分析,并引入地表最大沉降修正系数α、沉降槽宽度修正系数β,对传统Peck经验公式进行修正。结果表明:Peck拟合曲线和实测数据吻合度较高;当α在0.5~2.5区间、β在0.3~0.7区间变化时,修改后的Peck曲线与实测数据更为相近。研究成果可为以后类似地层隧道选线、盾构掘进、盾构异常分析及线路沉降预测等提供借鉴。

基于修正Peck公式的软土地层超大直径顶管施工地表沉降特性研究

依托深圳市超大直径钢顶管清污分流项目,研究了复杂软土地层地表沉降规律﹒首先,基于现场地表沉降50组实测数据对Peck公式进行修正,推导出拟合函数表达式,并给出了软土地层地表沉降Peck曲线上限和下限解;然后,采用有限元方法精细化模拟顶管施工动态过程,进行摩阻力、机头压力和土体弹性模量参数敏感性分析,总结出横、纵断面地表沉降失稳破坏区范围和影响参数临界值;最后,采用半解析半数值法,确立了修正Peck公式各参数间的函数关系﹒结果表明:修正后的Peck公式可准确预测复杂软土地层地表沉降,其地层损失率取值范围为0.130%~0.238%;地表沉降与摩阻力呈正相关,与弹性模量呈负相关;顶管摩阻力和机头压力临界值应分别控制在15 kN和0.2 MN;横向地表沉降扰动区范围为2D~2.5D,纵向隆起区分布范围为1.25D~2D;沉降槽宽度i与覆跨比(H/D)呈指数函数关系,S_(max)/g~H/D关系可用修正Clough公式进行描述.

基于福州粘性土地层隧道工程的Peck公式修正

Peck公式可用于盾构工程引起的地面沉降情况估计,但估计所得的沉降值结果通常因水文条件、地质情况、地表荷载等因素的不同而存在不同。为预测福州地铁4号线盾构机在粘性土地层中掘进时引起的地面下沉,总结30个典型断面的沉降实测数据,利用二次多项式回归方法,计算出合理的土体的损失率V1为1.3%,沉降槽的槽宽系数k为0.55,并引入地面下沉峰值修订系数α和沉降槽的槽宽修订系数β对所得的Peck公式进行了修订。修订后的Peck公式能较好地预测盾构机在福州粘性土地层中推进时产生的地面下沉。

基于东莞花岗岩残积土地层Peck公式计算结果应用研究

文中以东莞某盾构区间实测地表沉降数据为基础,运用线性回归方法对实测数据进行拟合,分析了上软下硬地层条件下的地面沉降规律,并结合有限元模拟,通过设置不同差异内摩擦角大小的上软下硬地层条件,对该类复合地层进行地表沉降变形机理分析。结果表明,在上软下硬花岗岩残积土地层中,Peck公式预测曲线与实测曲线差异较大,利用修正系数进行改进,取α=0.71~1.56、β=1.01~2.30,修正后的Peck公式曲线更加符合实际地表沉降曲线。

基于北京地层地铁隧道施工的Peck公式的改进

地铁隧道施工引发的地表沉降受多种因素的影响,致使一些常用的地表沉降评价预计方法具有局限性,在实际工程应用中出现较大误差。本文以北京地区地铁隧道开挖大量实测数据为基础,利用数学方法,引入两个修正系数,即地表最大沉降修正系数α,沉降槽宽度修正系数β,对Peck公式进行改进,使之适用于北京地区研究区段涉及的工况。研究表明,当α介于0.6~0.9之间、β介于0.5~0.9之间可以获得良好的预测曲线。

基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测

基于Peck公式,对双线水平平行盾构隧道施工中土体损失引起的三维土体沉降计算方法进行研究。考虑先行隧道施工对后行隧道的影响和两条隧道开挖面的不同位置,建立修正的三维Peck公式;通过分别计算先行盾构隧道和后行盾构隧道施工引起的土体沉降,叠加得到双线水平平行盾构施工引起的总的三维土体沉降。算例分析结果表明:预测值与实测值比较吻合;随着两条隧道开挖面前后距离的逼近,地面最大沉降量会逐渐增大;随着土体深度z的增大,沉降略增大、沉降槽宽度则略减小;当两条隧道轴线水平距离L较小时,地面沉降量较大,符合正态分布规律;随着L的增大,最大地面沉降量会逐渐减小,沉降曲线形状慢慢由V型转变成W型。

基于Peck公式修正的盾构施工地表沉降预测研究

城市轨道交通盾构法施工所引起的地表变形是施工中必须重视的问题。文章以广州地铁某在建盾构隧道工程为研究对象,分析了盾构施工时引起地表横向、纵向沉降规律。基于Peck公式提出了一种利用插值法、最小二乘法的预测模型,并将该模型应用到信息系统进行地表沉降预测。结果表明,提出的预测模型能够在监测数据非极值的情况下,对地表沉降进行较好地预测。该研究成果可为工程实践及理论研究提供参考。

修正的Peck公式在长沙地铁隧道施工地表沉降预测中的应用

在目前众多预测地铁隧道开挖引起地表位移的经验方法中,Peck提出的高斯方程是最简便,也是应用最为广泛的方法。由于这一公式的提出是基于有限地区的实测资料,在应用前应先进行基于当地实测资料的验证工作。根据长沙市地铁开挖的实际观测数据,采用回归分析法引入两个修正系数,即地表最大沉降修正系数和沉降槽宽度修正系数,对Peck公式进行了修正,得出了适用于长沙地区的Peck公式。工程实践表明,修正的Peck公式对长沙地区隧道施工地表沉降预测具有工程指导意义。

大连地铁隧道施工的Peck公式改进

为研究地铁隧道施工引起地表沉降问题,以大连地区地铁隧道开挖大量地表沉降实测数据为基础,运用数学方法,在Peck公式中引入两个修正系数:α(地表最大沉降修正系数)及β(沉降槽宽度修正系数),使之适用于大连地质条件下研究区间工况.通过大量实测数据分析,结果表明:当沉降槽宽度修正系数值β和地表最大沉降修正系数值α分别位于0.5～1.0、0.5～0.9之间时,得到的Peck曲线与原始Peck公式预测曲线相比,更加吻合地表沉降实测数据,预测效果更优.

基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律

在Peck公式与双线叠加原理基础之上,提出了双线盾构隧道地表沉降形态变化系数C的概念,进而探究揭示出了双线盾构隧道地表沉降随系数C的变化规律:当系数C逐步增大时,双线盾构隧道地表沉降曲线的形状由V型变为W型,进而变为相互独立的两个V型。双线盾构隧道地表沉降曲线的形状由"单峰"变为"双峰"时,对应的临界点系数为C=2;而由"双峰"变成相互独立的两个"单峰"时,对应的临界点系数则为C=7。在综合考虑了不同影响因素的基础上,建立了有限元三维模型,以此模型为基准,通过有限元方法,将模拟值与长春地铁2号线部分实测数据进行了对比,验证了地表沉降变化规律的准确性,并探究得出了双线盾构隧道的地表沉降在相异因素下的变化规律。

地铁7号线车站地表施工沉降的Peck公式修正

为了预测北京地铁7号线隧道开挖引起的地表沉降,基于地铁7号线达官营站的工程地质情况和车站开挖期间地表位移监测资料,采用回归分析方法对实测数据进行了拟合分析,并与经验Peck公式进行了对比研究,由于Peck公式具有很强的地域性,因此采用地表最大沉降量修正系数和沉降槽宽度修正系数对经验公式进行了修正,研究表明,所选取的两个断面中地表最大沉降修正系数α介于0.613-0.620之间,沉降槽宽度修正系数β介于1.584-1.748之间;经过修正的Peck公式所绘出的预测曲线较经验Peck公式绘出的预测曲线精度有大幅度提高,与实测结果更加吻合。

成都砂卵石地层双线隧道Peck公式参数取值研究

基于成都地铁开挖引起地表沉降的大量实测数据,结合成都市砂卵石地层性质,在正常盾构工况下,运用Peck公式对各典型断面实测数据进行位移反分析,得出沉降槽宽度系数i和地层损失率η。深入分析公式中沉降槽宽度i,地层损失率η与隧道埋深及地层物理力学性质相关性,并得出适应于该地层下的Peck公式参数与隧道埋深及地层性质的关系公式和Peck公式参数取值范围。运用沉降叠加原理,建立正常工况下,砂卵石地层双线平行盾构开挖地表沉降预测公式,并与成都其它砂卵石区域盾构开挖地表沉降实测数据进行比较,通过实例验证其适用性。研究结果可为今后成都市及其它地区相似地层下地铁建设提供参考和依据。

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.

盾构隧道施工引起地表沉降的Peck公式预测方法修正

Peck法是目前预测地铁盾构隧道施工引起地表沉降最简便、应用最普遍的方法。但由于Peck法的应用存在一定局限性,套用不同地区的经验往往会产生误差,所以应基于当地的实测数据对其进行修正。根据南宁轨道交通盾构隧道施工引起地表沉降的监测数据,采用回归分析方法并引入最大地表沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β,对Peck公式修正,得出了适于南宁地区圆砾、粉砂和粉土地质条件下的Peck公式。结果表明:当α值位于0.6~1.0,β值位于0.4~0.8时,所得的修正后Peck预测曲线与实测的地表沉降数据更为符合。