地铁双隧道施工引起地表沉降及变形的随机预测方法

地铁施工引起地表沉降及变形的预测和控制是一个有待于深入研究的重要课题。地铁区间隧道大多为近距离的双孔平行隧道,两隧道开挖引起的地表沉降及变形往往相互叠加,导致沉降及变形预测更加困难。以随机介质理论为基础,对预测公式进行了改进,实现了双孔平行隧道施工引起的地表沉降、水平位移、水平变形、倾斜、曲率预测,研发了城市隧道开挖引起的地表沉降及变形预测系统。对多处双孔平行隧道工程进行了理论预测与验证,实测沉降证明了理论方法与预测系统的科学性和有效性。

南京软土地区隧道盾构法施工引起的横向地表变形计算方法

在我国城市隧道施工引起的地面变形的研究中,随机介质理论法和Peck法是2种应用较广的方法.但是目前对这2种方法各自的应用条件、二者的理论联系、计算结果的关系、相应的关键参数的取值方法的研究很不成熟.根据南京地铁实测资料进行反算,得出南京软土地区,Peck法和随机介质理论法的关键参数取值范围,具有一定的实际意义.

单圆和异形盾构隧道施工引起土体位移计算的类随机介质理论方法

随着城市建设的不断发展,地下可利用空间越来越少,以异形盾构为代表的新的隧道施工技术得到了迅速发展,研究与之相适应的土体位移预测方法是亟待解决的重要课题。将随机介质理论方法的思想引入到Loganathan公式,提出适用于任意断面形式隧道施工引起土体位移预测的类随机介质理论方法,并推导土体位移计算的一般公式。以单圆隧道和双圆盾构隧道为例,给出相应土体位移预测的计算表达式,通过多个实例计算分析,并与实测值及传统方法预测值对比,对所提方法进行验证及应用。结果表明:类随机介质理论方法对于单圆隧道施工引起土体位移的预测效果优于Loganathan公式和随机介质理论方法;对双圆盾构隧道施工引起土体位移的预测结果与实测值吻合较好,最大土体位移出现在左右隧道顶部。本文提出的类随机介质理论方法可用于任意断面形式隧道施工引起土体位移预测,适用范围广,计算结果可靠,为异形盾构隧道施工诱发土体位移预测提供了重要的理论依据。

基于隧道施工诱发地表沉降随机介质理论预测模型的拓展

为了对隧道开挖过程中产生的地表位移变形大小有一个准确合理的预估,基于随机介质理论法推导了隧道不同断面形式下的非均匀收敛预测模型。利用实测沉降值,采用并行退火遗传算法对模型中主要参数识别的复杂非线性问题进行优化。依托西安地铁八号线区间隧道(电子城站—东仪路站)工程案例,对马蹄形隧道的预测模型进行验证,并采用MIDAS/GTSNX建立有限元模型,对提出的模型预测结果与数值计算值进行对比;通过穆陵关隧道左线进口地表实际监测值对圆形隧道的预测模型进行验证。结果表明:应用提出的预测模型时,该地区地质条件下马蹄形断面隧道中顶部收敛值与底部收敛值分别取26.14、7.28 mm,穆陵关隧道左线进口地表沉降预测结果与实际规律具有良好的一致性。

地铁双隧道施工诱发地表沉降预测研究与应用

地铁施工诱发地层沉降与环境损伤的预测与控制是亟待深入研究的重要课题.地铁区间隧道多是同一埋深建造的两条近距离平行隧道,两隧道开挖对地层沉降的影响往往相互叠加,沉降预测更加困难.本文研究了双孔平行隧道施工诱发地表横向及纵向变形的修正Peck法与随机介质法计算公式;对于地铁双孔平行隧道开挖,基于部分实测沉降数据的Powell最优化理论方法,实现了Peck法与随机介质法各自的多参数反分析预测;开发出了地铁隧道施工诱发地层环境损伤预测评价与控制设计的STEAD系统;对多处双孔平行隧道工程实进行了理论预测和验证,实测沉降证明了理论方法与STEAD程序系统的科学性和有效性.

隧道施工引起地层位移预测模型的对比分析

在我国城市隧道施工引起的地面变形的研究和工程领域中,随机介质理论法和Peck法是2种应用较广的方法。但是目前对这2种方法各自的应用条件、二者的理论联系、计算结果的关系等方面还没有明确的结论。除此以外,由于随机介质理论法应用经验相对少,相应的关键参数的取值方法也很不成熟,基于理论背景研究和实际算例分析,对随机介质理论法和Peck法进行深入全面的比较和探讨。经过推导认为,Peck法适用于隧道埋深较大、隧道开挖面积较小的情况,是随机介质理论法在隧道埋深较大情况下的一个近似,而不适用于超浅埋的情况。在此基础上,比较二者计算参数的关系,并对随机介质法的2个关键计算参数,即主要影响角和断面收缩半径提出简单而有效的工程确定方法,大大地增强随机介质理论法的工程实用性。通过较多实际工程的验证,证明上述方法的有效性和可靠性。

地铁隧道施工引起地表沉降主要影响角的分析

在我国城市地铁隧道施工引起地表移动的研究中,Peck法和随机介质理论法应用比较广泛。由于随机介质理论法应用经验相对较少,其相应的主要影响参数的取值方法也不是很成熟,通过对Peck法和随机介质理论法之间的关系的讨论,得到Peck法可以看作是随机介质理论法在应用于埋深较大、开挖断面较小的隧道的一个近似,并给出了随机介质理论法主要影响角的确定方法,大大加强了随机介质理论法在城市地铁隧道施工引起的地表移动及变形研究方面的实用性。在上述讨论的基础上,通过实际工程的验证,证明上述方法的有效性和可靠性。