摘要

经验方法是计算隧道开挖引起地层位移的重要方法,尤其是当地层的非线性塑性变形显著时,经验方法可更为合理地描述地层的位移分布规律,但是可实现地层竖向位移和水平位移统一计算的方法尚未建立。基于隧道上方土体单元的运动特征,提出了隧道开挖引起的地层位移的经验计算模型,建立了地层水平位移和竖向位移之间的关系。通过分析25组现场工程数据,优化了隧道上方地层最大沉降Sv,max(z)的公式,结合已有的沉降槽宽度系数i(z)的公式,发展了Peck-Mair公式,实现了隧道上方地层竖向位移场的合理计算。根据地层水平位移和竖向位移之间的关系,基于发展的Peck-Mair公式,推导了地层水平位移的计算公式,实现了地层竖向位移和水平位移的统一计算。在地层水平位移计算公式中,变量H(z)表示土体运动定向点位置随深度的变化规律,基于工程实测结果提出了一个对数函数实现了H(z)的定量描述。利用伦敦HEX隧道工程中实测的2组地层位移数据,验证了所提地层位移计算方法的合理性。最后,将提出的地层位移计算方法应用在北京地铁12号线安-安区间渡线段隧道开挖工程,实现了该工程中隧道开挖引起的地层位移场的反演。

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