盾構(gòu)隧道引起土體變形分析研究.pdf

1、隨著社會(huì)城市化進(jìn)程的推進(jìn)和盾構(gòu)法技術(shù)的成熟，在城市空間的立體開發(fā)中，盾構(gòu)法在隧道工程中的應(yīng)用越來越多。眾所周知，盾構(gòu)法有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)，如適用范圍廣、對(duì)城市正常功能影響小、可滿足一些特殊工程的施工等等。但盾構(gòu)法施工不可避免地會(huì)引起地面和地下土體的移動(dòng)，當(dāng)土體位移過大時(shí)，對(duì)周邊建(構(gòu))筑物和地下管線等設(shè)施會(huì)構(gòu)成危害。本文就盾構(gòu)法隧道施工引起的土體變形作了研究，內(nèi)容包括：盾構(gòu)施工引起的最大地面沉降值的理論公式探索；盾構(gòu)施工引起的土體變形三

2、維解；盾構(gòu)隧道工后沉降的數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)及盾構(gòu)隧道工后沉降的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)。本文主要的創(chuàng)新工作和觀點(diǎn)如下： (1)試對(duì)經(jīng)典的盾構(gòu)隧道沉降預(yù)測(cè)公式-Peck公式，尋求公式中的最重要參數(shù)Smax的理論支持。根據(jù)盾構(gòu)施工的實(shí)際過程，建立一簡(jiǎn)單模型，推導(dǎo)得到盾構(gòu)施工引起的最大地面沉降值的理論計(jì)算公式。算例分析表明，本文方法用來預(yù)測(cè)最大地面沉降值可滿足工程精度要求。 (2)結(jié)合Sagaseta采用鏡像法推導(dǎo)，得到土體損失沿掘進(jìn)方向的

3、分布公式，將Loganathan公式(土體變形的二維解)拓展為土體變形的三維解，得到盾構(gòu)施工引起的任何一點(diǎn)的豎向和水平向的位移計(jì)算公式，重點(diǎn)研究了盾構(gòu)施工引起的水平位移。分析表明：豎向沉降與實(shí)測(cè)值較吻合，但水平側(cè)移部分與實(shí)測(cè)值有一定的差異，盾構(gòu)前進(jìn)時(shí)的姿態(tài)偏離、局部超欠挖等都可能是造成這種差異的重要原因。 (3)收集了在高速公路路基、房屋建筑地基等沉降預(yù)測(cè)中較常用的8個(gè)數(shù)學(xué)模型，首次將這8個(gè)模型用于預(yù)測(cè)盾構(gòu)隧道引起的工后沉降。采

4、用11個(gè)工程算例進(jìn)行檢驗(yàn)，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果的精度，將這8個(gè)模型分為三類。并認(rèn)為第一類模型(鄧英爾預(yù)測(cè)模型、Mmrgan-Mercer-Flodin預(yù)測(cè)模型)預(yù)測(cè)精度較好，可用于預(yù)測(cè)盾構(gòu)隧道工后長(zhǎng)期沉降。 (4)利用徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)理論，采用matlab軟件進(jìn)行編程，進(jìn)行盾構(gòu)隧道工后長(zhǎng)期沉降的預(yù)測(cè)。在實(shí)際操作時(shí)，將訓(xùn)練(即擬合)和仿真(即預(yù)測(cè))融為一體，使預(yù)測(cè)結(jié)果具有較高的精度。通過11個(gè)算例分析表明，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以較好地預(yù)測(cè)盾構(gòu)