盾构施工引起的地表沉降研究

【摘要】：摘 要 在人口密集的大城市，隧道开挖引起的地表沉降和地层移动对于周围的构筑 设施会带来不利影响。因此地表沉降和地层移动的规律研究已经引起了工程界关 注。作者使用 FLAC3D对隧道开挖进行了数值模拟，并且在现场测量地表沉降； 在此基础上，对引起地表沉降的各因素进行了分析比较，系统研究了地表和地层 的移动规律。 为了在施工中优选隧道开挖方案，本文探讨了影响地表沉降的各因素重要程 度。作者对各影响因素水平合理划分，采用正交试验设计法设计试验方案；然后 按照方差分析法对试验方案所得的地表沉降参数进行分析，从而作出各影响因素 对该参数的敏感性判断。 以 FLAC3D岩土专用软件作为研究平台，使用其内置计算语言 Fish 编程， 模拟了 32 个试验方案的隧道开挖过程。 现场监测资料和 FLAC3D计算结果相结合，总结了在隧道开挖过程中地表横 向沉降和纵向沉降规律，以及开挖所引起的地层应力场和位移场变化规律。 得出了以下主要结论： 1 现场实测资料和 FLAC3D 模拟结果比较显示：FLAC3D 能良好地模拟隧道开 挖所引起的地层位移场和应力场的变化，具有较高的可信度。 2 隧道开挖对其周围土体位移的影响较对地表沉降的影响大；而对隧道周围 土体应力的影响较对近地表处应力的影响更加明显。 3 对影响地表最大沉降的各因素进行了方差分析，发现隧道直径、埋深和土 体内摩擦角对地表最大沉降具有重要影响，而水平侧压系数、循环进尺及土体的 粘聚力对其影响不明显。 4 对影响地表沉降槽宽参数的各因素进行了方差分析，发现隧道直径、埋深 和土体内摩擦角和水平侧压系数对地表沉降槽宽参数具有重要影响，而循环进尺 及土体的粘聚力对其影响有限。