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铁道标准设计2025年第12期:正交下穿工程中既有盾构隧道变形预测方法研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张振波;张至立;刘志春;刘欢;

单位:河北省大型结构健康诊断与控制重点实验室;石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院;石家庄铁道大学土木工程学院;

摘要:针对正交下穿工程中既有盾构隧道变形预测方法的问题,基于弹性地基梁理论,考虑施工对既有盾构隧道变形影响范围与基床系数弱化情况,提出既有盾构隧道变形预测方法。采用数值分析法建立相关参数与下穿影响范围、基床弱化系数的函数表达,结合实际工程,通过数值模拟与理论分析结果对比,验证既有隧道变形预测方法的合理性。主要结论如下:(1)下穿影响范围与夹层土塑性变形范围相关,与夹层土黏聚力、内摩擦角呈反比,与新建隧道下穿距离和既有隧道直径的比值呈正比,地层弹性模量对下穿影响范围无影响;(2)分别建立下穿影响范围与夹层土黏聚力、内摩擦角、下穿距离及隧道直径比值的函数关系;(3)基床弱化系数与夹层土应力释放率有关,夹层土应力释放率同夹层土弹性模量呈正比,同夹层土黏聚力和内摩擦角呈反比,同下穿距离与隧道直径比值呈非线性关系;(4)建立夹层土应力释放率与夹层土黏聚力、内摩擦角及弹性模量函数关系,并提出基床弱化系数计算方法;(5)提出方法的结果与数值模拟结果误差小于8%。研究成果可为后续正交下穿工程中既有盾构隧道变形预测、施工控制措施提供理论依据。

关键词:下穿工程;;既有盾构隧道;;变形预测;;基床弱化;;应力释放

基金资助:国家重点研发计划项目(2023YFC3806701);; 河北省省级科技计划项目(21567625H);; 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2021130)