浅埋地铁隧道施工影响下含空洞地层的变形特征分析

作     者：蔡义 张成平 闵博 杨公标 CAI Yi;ZHANG Cheng-ping;MIN Bo;YANG Gong-biao

作者机构：北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 

出 版 物：《岩土工程学报》 (Chinese Journal of Geotechnical Engineering)

年 卷 期：2019年第41卷第3期

页      面：534-543页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：北京市自然科学基金面上项目(8172037) 国家自然科学基金面上项目(51378002) 

主　　题：浅埋地铁隧道 地层空洞 地层变形 数值模拟 模型试验 

摘      要：地层空洞的存在使得隧道结构周围的地层环境变得更为复杂,在地铁隧道施工的影响下极易引起地表沉降加剧甚至地表坍塌。针对V级围岩地铁隧道,采用三维模型试验和数值模拟研究了不同位置地层空洞对地表沉降的影响规律以及空洞的变形特征,同时通过修正后的Peck公式对试验结果进行拟合分析。研究结果表明:空洞的存在使得地层损失加剧,地表沉降槽深度和宽度均有所增大,沉降槽曲线整体向空洞一侧偏移,通过修正后的Peck公式能较好地拟合出沉降曲线形态;从地表整体沉降形状上看,空洞上方一定范围内地表沉降较大,地表会出现明显的沉降盆形态;综合考虑空洞对地表沉降槽宽度和深度以及地层损失率的影响,认为空洞位于隧道斜上方是最不利位置,在施工过程中对这一方位地层空洞应重点关注;不同方位空洞的变形模式不同,主要表现为立式椭球体和卧式椭球体等变形模式。