盾构隧道深层土体沉降槽宽度系数计算方法研究

收集了12组盾构法隧道施工引起的深层土体沉降实测数据,研究深层土体沉降槽宽度系数i(z)随着地层深度z增加产生的变化规律。研究结果表明:i(z)随着z的增加而逐渐减小;i(z)/i(z=0)与(1-z/h)(h为隧道轴线埋深)之比在黏性土中基本呈幂函数关系,砂土中基本呈线性关系。对姜忻良计算公式进行了修正,使其具有更广泛的适用性。通过回归分析,提出一个新的i(z)经验计算公式。通过反分析以及与解析解进行比较,给出这两个公式计算参数的取值范围。算例分析表明,这两个公式均能较好的拟合实测值,可考虑不同土质条件,包括黏性土和砂类土,适用范围较广。

盾构隧道开挖引起的深层土体沉降槽宽度参数取值分析

为了研究盾构开挖引起的深层土体沉降槽形态的变化规律,对既有的深层沉降经验公式进行总结,根据收集的21组黏土地层、20组砂土地层和8组卵石地层的现场实测和模型试验案例,对沉降槽宽度参数K(z)取值进行反演分析。研究得出,在任意地层中,使用双曲线形式和幂函数形式的经验公式都能较好地描述隧道开挖引起的沉降槽宽度参数K(z)随埋深比的变化趋势,在黏土和砂土地层中各经验参数的建议值分别为c=0.323、0.197,n=0.479、0.456;卵石地层中,沉降槽宽度参数与埋深比呈简单的线性关系。

土体分层沉降监测技术的现状与发展趋势

根据工程建设实际,介绍了土体深层(分层)沉降观测在建筑施工应用中的原理、方法及现有仪器的优缺点,并通过对现状的分析提出了土体深层(分层)沉降监测技术的发展趋势,即以"三维立体化监测"为目标,建立包含空中、地面、土体内部同步监测的立体化、自动化、智能化网络,强调变形监测的时空因素,丰富变形监测数据分析信息,加强变形监测系统的综合判别能力,实现变形监测智能评价和安全预警。

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。