Study on Ground Deformation during Shield Tunnel Construction

Through the systematic analysis of the ground settlement generated by the process of shield tunneling,the relationships between ground deformation and construction parameters are studied in this paper.Based on the assumption of linear small deformation,a mathematical model of the relationship between ground deformation and construction parameters is set up.The principle and method of optimization for estimating ground deformation is studied.The actual measured data are compared with the results of theoretical analysis in a case.Considering different ground formations in different construction sites with different adverse effects on surface and underground structures,the ground surface deformations caused by shield tunneling is an aimed topic in this paper.The contributions and research implications are the revealed relationships between the ground deformation and the shield tunneling parameters during construction.

软土地基基坑开挖地表沉降量的数值研究

本文用有限元法首先就软土地基基坑开挖过程中，影响周围地表最大沉降量的几个因素进行了系统的分析；接着还分析了基坑被动加固区的深度和宽度变化对基坑变形的影响，得到了一些有实用价值的结论，供工程实践参考．

天津某基坑工程开挖变形与受力特性实测分析

天津某基坑工程深度14.5-16m,采用地下连续墙结合三道钢筋混凝土内支撑的支护形式。基坑周边环境复杂,基坑开挖期间建立了全过程、全方位的监测系统,完整地记录了施工过程中围护结构变形与内力和周边建（构）筑物的变形。监测数据表明,地下连续墙最大侧移出现于坑底以上2.5-6m,基坑周边地表沉降曲线呈现马鞍形,基坑开挖对周边建（构）筑物影响范围约为2倍基坑深度。对本工程进行有限元数值模拟,将模拟结果与实际监测结果进行对比,验证了数值模拟在深基坑工程中应用的准确性。该工程各项监测数据均在允许值范围之内,验证了相关设计参数的合理性和理论研究的正确性。

基坑围护结构最大侧移深度对周边环境的影响

围护结构最大侧移所在深度是衡量基坑变形的重要指标之一,而目前鲜有关于其对周边环境变形影响的研究。基于工程实测数据分析和有限元数值模拟,系统地研究了基坑围护结构最大侧移深度对邻近桩基础建筑物不均匀沉降和坑外深层土体位移场的影响。经研究发现:围护结构最大侧移的下移会导致坑外土体位移场扩大,进而降低相应区域的桩基础承载力,导致邻近桩基础建筑物发生显著的不均匀沉降。不同深度的土体经历复杂的竖向位移,且位移形态与围护结构最大侧移深度密切相关。随围护结构最大侧移深度的逐渐下移,坑外土体位移场向深层土体发展,且主要影响范围相应地扩大。在实际工程中,根据基坑周边环境合理地控制围护结构最大侧移所在深度,可有效降低基坑开挖对周边环境的不利影响。

无锡软土地层盾构施工下Peck公式的修正

在地铁隧道施工过程中，引起地表沉降的因素较多，致使一些常用的地表沉降评价预计方法出现较大的偏差。为了研究由于地铁隧道施工而引起的地表沉降问题，以无锡地区地铁隧道开挖过程中大量地表沉降实测数据为基础，采用数学方法，引入两个修正系数，即地表最大沉降修正系数d和沉降槽宽度修正系数口，修正Peck公式中两个重要参数（沉降槽宽度系数K、地层土体损失率η），以适应无锡软土地区研究区段的工况。研究表明：地表最大沉降修正系数α介于0．5～0．9，沉降槽宽度修正系数β介于0．5～0．9，此时沉降槽宽度系数K介于0．40～0．70，底层土体损失率叼介于0．4％～0．9％，得到修正后的Peck曲线与地表实测沉降数据更吻合。

超大型基坑逆作法施工引起的地表沉降

借助有限差分软件模拟某工程超大型基坑逆作法施工后的地表沉降,分析基坑平面尺寸和地下连续墙的深度、宽度及弹性模量等因素对地表沉降的影响,模型计算结果显示超大型基坑到沉降收敛点的距离应至少为基坑最大挖深的8倍,该结果大于以往文献中关于基坑到沉降收敛点的距离为基坑最大挖深4倍的建议值。

考虑经验模型不确定性的基坑开挖贝叶斯更新

基坑开挖工程中,最大地表沉降的预测及其失效概率的评估一直是工程师所关心的关键问题。以往在利用经验模型对最大地表沉降进行预测时,模型误差通常被忽略或者视为常数,与实际情况不符。本文提出了一种能够考虑经验模型不确定性的贝叶斯更新方法,将模型偏差系数视为随机变量,并利用现场观测数据对其进行不断更新,更新结果可用于后续阶段的基坑开挖最大地表沉降和失效概率的预测。以台北TNEC基坑开挖为例,将所提方法应用于Peck模型、Ou模型、KJHH模型等3种经验模型。结果表明:3种模型一般都会高估最大地表沉降,其中Peck模型偏差最大,KJHH模型次之,Ou模型最小,而KJHH模型偏差比Ou模型的变异性更小,通过所提方法可以有效考虑模型不确定性的影响;随着开挖的进行,基于KJHH模型的计算结果相比其它2个模型更加准确;在所研究的算例中,监测数据随着开挖的进行而增加,使得模型偏差系数和土体参数的不确定性降低,最终导致基坑失效概率的降低。

基坑开挖地表沉降模型适用性研究

基坑开挖引起的地表沉降对周边建筑物的安全造成了一定的威胁,在已有大量实测数据分析的基础上,提出了一种新的数学函数模型,并结合模型函数性质提出了基于最大沉降量S_(max)和沉降范围r的沉降模型表达式,结合相关工程实例中的数据分析,证明该模型对基坑开挖引起的地表沉降规律有着较好的适用性,将该模型与其他类似的模型进行了对比。研究成果可为相关基坑工程开挖引起的地表沉降的预测和控制提供参考。