以沈陽(yáng)地鐵1號(hào)線隧道為例,利用有限元方法研究盾構(gòu)施工引起的橫向地表沉降問(wèn)題。引入地層損失和地應(yīng)力釋放的概念,分別在不同地層損失率、不同地應(yīng)力釋放率條件下,建立有限元模型進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)實(shí)際施工時(shí)監(jiān)測(cè)到的地表沉降值與有限元模擬的地表沉降值進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)地表沉降值與地層損失率和地應(yīng)力釋放率成正比,并通過(guò)最大地表沉降值的對(duì)比確定了該路段施工引起的地層損失率為1.747%,引起的地應(yīng)力釋放率為74.071%。利用同樣的方法,確定了10座城市隧道開(kāi)挖過(guò)程中引起的地層損失率區(qū)間為0.5%～2%、地應(yīng)力釋放率區(qū)間為60%～80%,并將地層損失率為1.747%和地應(yīng)力釋放率為74.071%時(shí)的襯砌混凝土管片處的最大彎矩與無(wú)地層損失、無(wú)地應(yīng)力釋放率模型管片處的最大彎矩值進(jìn)行對(duì)比,可以發(fā)現(xiàn)最大彎矩值有明顯的減小,分別減小了76.16%和71.82%。且2種方法得到的彎矩值非常接近,可以認(rèn)為地層損失率模型和地應(yīng)力釋放率模型是等效的。 

【文章來(lái)源】：隧道建設(shè)(中英文). 2020,40(S1)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

帶有邊界條件的有限元模型

盾構(gòu)在施工過(guò)程中,通常實(shí)際開(kāi)挖土體體積與建成隧道體積存在差異,稱為地層損失。地層損失的主要原因是盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中開(kāi)挖面土體的水平支護(hù)力與原始側(cè)向力不平衡、盾構(gòu)后退、壓漿不及時(shí)、掘進(jìn)方向改變等。地層損失率為開(kāi)挖過(guò)程中單位長(zhǎng)度隧道損失土體的體積與隧道體積的比值。地層損失等效的間隙示意如圖2所示。地層損失率

該斷面所建模型不同地層損失率下的有限元模擬地表沉降曲線如圖3所示�？梢园l(fā)現(xiàn),實(shí)測(cè)地表沉降值與模擬地層損失率為1%～2%的地表沉降值接近。由于實(shí)際施工中最大地表沉降值為12.51mm,故可以通過(guò)插值的方法得到與實(shí)際最大地表沉降值一致的地層損失率為1.747%。3 地應(yīng)力釋放率與地表沉降關(guān)系模擬分析

【參考文獻(xiàn)】：
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