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曲线盾构隧道掘进地表沉降计算模型

工程科学与技术 2024年第3期56卷 160-169页

作者：徐阳师文豪王源马千里吴静红苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011 苏州科技大学城市地下空间利用与安全防护技术研究院江苏苏州215011 北京建工集团有限责任公司北京100032

盾构隧道掘进过程中产生的地层损失和施工荷载是引起地表沉降的主要因素,曲线盾构隧道的非对称性使得掘进引起的地表沉降规律更加复杂。基于直线盾构隧道掘进引起地表沉降的研究成果,考虑实际工程中隧道会由于自重而沉降到土体边界底部... 详细信息

盾构隧道掘进过程中产生的地层损失和施工荷载是引起地表沉降的主要因素,曲线盾构隧道的非对称性使得掘进引起的地表沉降规律更加复杂。基于直线盾构隧道掘进引起地表沉降的研究成果,考虑实际工程中隧道会由于自重而沉降到土体边界底部,以及曲线盾构隧道地层损失的非对称特征,建立了曲线盾构隧道掘进引起地表沉降的地层损失模型,同时将建立的模型与已有曲线隧道地层损失模型进行对比研究。结果表明:本文建立的地层损失模型引起的地表沉降变形值更大,受转弯半径的大小影响,当隧道转弯半径大于800 m时,曲线隧道与直线隧道地层损失引起的地表沉降值变化较小;当隧道转弯半径小于300 m时,地表沉降值对隧道转弯半径的敏感性较高;本文建立的计算模型很好地体现出小转弯半径隧道对其引起的地表沉降值的影响程度更大。通过将两种不同地层损失模型引起的地表变形与实际工程进行比较分析,验证了本文建立的计算模型与实际数据更接近,误差更小,显示该模型能够较好地反映实际情况。研究成果可为曲线盾构隧道掘进引起地表沉降分析和预测提供参考。

关键词：曲线盾构隧道地层损失理论模型对比地表沉降

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管幕预筑法施工引起的地表沉降:顶管群施工顺序的影响

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Journal of Central South University 2024年第2期31卷 576-588页

作者：杨松松章定文汪淼徐敬民沈晨张超哲 School of Transportation Southeast UniversityNanjing 211189China China Road and Bridge Corporation Beijing 100010China

以太原火车站下穿隧道为例,研究了封闭管幕预筑隧道在顶管阶段的地表沉降特征。首先采用数值模拟分析了3类顶管顺序,从上向下、上下同时施工和从下向上的9种工况,顶管施工顺序引起的地表沉降特征。数值模拟结果表明采用从上向下的顶管... 详细信息

以太原火车站下穿隧道为例,研究了封闭管幕预筑隧道在顶管阶段的地表沉降特征。首先采用数值模拟分析了3类顶管顺序,从上向下、上下同时施工和从下向上的9种工况,顶管施工顺序引起的地表沉降特征。数值模拟结果表明采用从上向下的顶管施工顺序引起的地表沉降量最小,为12 mm;采用从下向上的顶管施工顺序引起的地表沉降量最大,为25 mm。通过大尺寸模型试验对数值模拟结果进行了验证,模型试验结果与数值模拟结果一致,从上向下的顶管施工引起的地表沉降最小,从下向上顶管施工顺序引起的地表沉降最大。基于数值模拟与模型试验结果,确定了太原火车站北隧道的顶管群施工顺序,现场监测结果表明选择的施工方案满足沉降要求。研究结果表明,在顶管施工阶段相邻顶管之间会形成微土拱,隧道上方相邻管道之间的微土拱将组合成大的管土拱结构,可以减少隧道下方和两侧顶管阶段引起的地表沉降。因此,考虑隧道上方管土拱结构的顶管施工顺序可以减小下方顶管施工引起的地表沉降。

关键词：管幕预筑法顶管施工顺序管间土拱结构地表沉降

粉细砂地层双线盾构施工实测地表沉降规律分析与预测

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土木与环境工程学报（中英文） 2024年第2期46卷 79-88页

作者：廖赵胜相龙胜高顺宇丁建文刘慧刚东南大学交通学院南京211189 中交隧道工程局有限公司南京分公司南京210000

依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工,针对盾构穿越典型粉细砂地层条件,对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析,对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨,并研究先行线和后行线土体损失... 详细信息

依托南通地铁二号线某区间盾构隧道施工,针对盾构穿越典型粉细砂地层条件,对双线盾构隧道施工引起的地表沉降开展现场测试和规律分析,对经典Peck公式在南通地区粉细砂地层中双线盾构施工的适用性进行探讨,并研究先行线和后行线土体损失率和地表沉降槽宽度系数的取值及影响因素。研究结果表明,在粉细砂地层中,后行线隧道施工对地层的二次扰动效应会引起先行线轴线上方地表沉降的显著增加,且二次扰动效应明显强于其他软土地层,但弱于砂土地层;相较于淤泥质土地层,在粉细砂地层中盾构停机对地表沉降的影响更为显著;先行线和后行线施工引起土体损失率比值η_(1)/η_(2)在1~5倍范围内,平均值为2.3,先行线和后行线地表沉降槽宽度系数比值K_(1)/K_(2)在1~2倍范围内,平均值为1.4;砂土、粉细砂和粉土地层中土体损失率比值η_(1)/η_(2)均大于1,η_(1)/η_(2)和K_(1)/K_(2)与隧道覆土深度比(H/D)相关性较弱。

关键词：粉细砂地层双线盾构地表沉降土体损失率沉降槽宽度系数

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飞机荷载引起隧道地表沉降数值模拟研究

上海理工大学学报 2024年第1期46卷 69-77页

作者：邵俐李闯蒙强李佩青上海理工大学环境与建筑学院上海200093 广西机场管理集团建设工程指挥部南宁530034

为研究飞机起飞对隧道施工过程中地表沉降的影响,依托某机场隧道工程实例,利用MIDAS GTS NX软件进行数值模拟,分析了飞机荷载对单线隧道和双线隧道地表沉降的影响规律。研究结果表明,飞机由单线隧道左侧滑行至右侧时,地表沉降最大值由... 详细信息

为研究飞机起飞对隧道施工过程中地表沉降的影响,依托某机场隧道工程实例,利用MIDAS GTS NX软件进行数值模拟,分析了飞机荷载对单线隧道和双线隧道地表沉降的影响规律。研究结果表明,飞机由单线隧道左侧滑行至右侧时,地表沉降最大值由左侧移至中间偏右位置,且最大值不断增大。飞机滑行经过双线隧道工程上方时,地表沉降最大值由先行隧道上方逐渐转移至后行隧道上方;当飞机经过两隧道中间滑行至后行隧道拱肩上方时,地表沉降值最大且超过30 mm。单线隧道和双线隧道的最大沉降均位于拱顶位置处,向周围方向沉降值逐渐减小,因此,在施工过程中,除了应定时进行监测外,需重点关注拱顶处沉降情况,保证施工安全。

关键词：飞机荷载单线隧道双线隧道地表沉降数值模拟

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软黏土基坑开挖诱发坑外地表沉降的时效解

岩土工程学报 2024年

作者：应宏伟熊一帆李冰河吕唯程康张金红河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江省建筑设计研究院中铁十一局集团有限公司

对比理论和实测研究成果，发现既有坑外地表沉降计算方法不适用于蠕变效应显著的软土基坑。借助Lame方程和三参量黏弹性地基模型，推导得到柔性挡墙任意变位诱发坑外地表沉降的时效半解析解；将理论计算方法应用于杭州软土地区的两个深... 详细信息

对比理论和实测研究成果，发现既有坑外地表沉降计算方法不适用于蠕变效应显著的软土基坑。借助Lame方程和三参量黏弹性地基模型，推导得到柔性挡墙任意变位诱发坑外地表沉降的时效半解析解；将理论计算方法应用于杭州软土地区的两个深基坑工程实例，分析了从基坑开挖到地下室回筑的施工全过程中坑外地表沉降的发展规律。结果表明：（1）软土蠕变诱发不依赖于挡墙附加侧移的地表沉降，不仅导致软土基坑开挖期间的地表最大沉降与挡墙最大侧移之比远大于非软土基坑，而且引起坑外土体在地下室回筑期的持续沉降；（2）软土蠕变诱发的地表沉降随挡墙侧移的增大而增大，表现为凹槽沉降模式；（3）深厚软土深基坑的地表最大沉降与挡墙最大侧移之比主要受软土蠕变性和施工时间等因素的影响，与挡墙侧移量的关系不明显。

关键词：基坑开挖地表沉降软黏土蠕变时效解

基于SBAS-InSAR和PSO-BP模型的鲁南高铁沿线地表沉降监测与预测

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大地测量与地球动力学 2024年第8期44卷 820-826页

作者：何虎振刘国林王凤云陶秋香山东科技大学测绘与空间信息学院青岛市266590

选取38景Sentinel-1A SAR影像,利用SBAS-InSAR技术获取2019-02~2022-11鲁南高铁曲阜-菏泽段沿线5 km区域的地表沉降结果,分析其分布特征和规律,并利用PSO-BP模型对若干特征点进行沉降预测。结果表明,高铁沿线0.1 km范围内地表年均形变... 详细信息

选取38景Sentinel-1A SAR影像,利用SBAS-InSAR技术获取2019-02~2022-11鲁南高铁曲阜-菏泽段沿线5 km区域的地表沉降结果,分析其分布特征和规律,并利用PSO-BP模型对若干特征点进行沉降预测。结果表明,高铁沿线0.1 km范围内地表年均形变速率为-20~15 mm/a,最大沉降速率为25.46 mm/a,最大抬升速率为17.43 mm/a;PSO-BP模型得到的沉降预测值的RMSE为5.8~12.4 mm,可对地表沉降进行较好的预测。

关键词：鲁南高铁 SBAS-InSAR PSO-BP模型地表沉降沉降预测

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基于GRACE和Sentinel-1A的河湟谷地地下水储量与地表沉降研究

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测绘通报 2024年第6期 46-52页

作者：胡祥祥柯福阳石亚亚吴涛刘宝康庞栋栋张利利宋宝天水师范学院资源与环境工程学院甘肃天水741001 甘肃正昊地星遥感科技中心甘肃天水741001 南京信息工程大学无锡研究院江苏无锡214000 中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中共铜鼓县委组织部江西宜春336200 北京理工大学自动化学院北京100081

本文利用GRACE/GRACE-FO与GLDAS数据反演河湟谷地地区2019—2022年地下水变化情况,利用SBAS-InSAR技术获得该区域同时段的地表沉降速率,结合降水数据研究河湟谷地地区地表沉降与地下水变化的相关关系。结果表明:①河湟谷地整体地下水流... 详细信息

本文利用GRACE/GRACE-FO与GLDAS数据反演河湟谷地地区2019—2022年地下水变化情况,利用SBAS-InSAR技术获得该区域同时段的地表沉降速率,结合降水数据研究河湟谷地地区地表沉降与地下水变化的相关关系。结果表明:①河湟谷地整体地下水流失方向是从西北向东南;②地下水变化对地表形变越严重的区域影响更大;③地表形变(抬升)越大,地下水储量流失越多,黄河上游抬升最大,其地下水储量流失最多;④河湟谷地北部地表形变对地下水储量变化不敏感,南部区域地表形变对地下水储量变化更敏感。本文为当地地质灾害预警、水资源可持续利用、生态保护及高质量绿色发展提供了重要的科学参考。

关键词： GRACE GLDAS SBAS-InSAR 地下水反演地表沉降

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软土地区沉井施工引起地表沉降预测计算方法

地下空间与工程学报 2024年第1期20卷 241-250页

作者：谢晓蕾何金辉李明广唐宏华陈锦剑上海交通大学土木工程系上海200240 中铁二十四局上海200433

沉井已被广泛应用于软土区的地下空间建设,但其下沉过程引起的地表沉降大小及分布不清,缺乏预测方法。本文以上海地区某沉井工程为背景,基于上海典型土层的HSS模型计算参数,采用有限差分法模拟圆形沉井下沉,基于对96个数值结果的系统分... 详细信息

沉井已被广泛应用于软土区的地下空间建设,但其下沉过程引起的地表沉降大小及分布不清,缺乏预测方法。本文以上海地区某沉井工程为背景,基于上海典型土层的HSS模型计算参数,采用有限差分法模拟圆形沉井下沉,基于对96个数值结果的系统分析和归一化研究,提出了一套沉井施工引起的地表沉降快速预测方法。该方法能够综合考虑沉井直径B、下沉深度H和井内留土高度h对地表沉降的影响。最后采用该计算方法预测了5个工程的地表沉降并同实测数据进行了对比,结果表明,该方法能够很好地预测软土区的沉井施工引起的地表沉降,可为快速评估沉井施工的环境效应提供有效方法。

关键词：沉井地表沉降数值方法软土

考虑时空效应的杭州软黏土超深基坑地表沉降分析方法

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上海交通大学学报 2024年

作者：熊一帆应宏伟张金红程康李冰河河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江省建筑设计研究院中铁十一局集团有限公司

利用PLAXIS 3D软件和软土蠕变模型，建立杭州中心项目超深基坑群B2基坑的三维数值模型，深入分析了时空因素对坑外地表沉降的影响。引入互补误差函数和三折线模型，利用数值结果对既有互补误差函数进行修正，提出了考虑时空效应的地表... 详细信息

利用PLAXIS 3D软件和软土蠕变模型，建立杭州中心项目超深基坑群B2基坑的三维数值模型，深入分析了时空因素对坑外地表沉降的影响。引入互补误差函数和三折线模型，利用数值结果对既有互补误差函数进行修正，提出了考虑时空效应的地表沉降快速分析方法。结果表明：软黏土蠕变既诱发围护墙的附加侧移从而引起土体沉降，又诱发坑外土体产生不依赖于围护墙侧移的沉降；忽略软土蠕变对预测超深基坑坑外地表沉降的影响不弱于墙体侧移；基坑深度和开挖速率相同时，开挖面积直接决定施工时间的长短，从而影响软黏土蠕变诱发的地表沉降。

关键词：软黏土超深基坑地表沉降时空效应互补误差函数