不均匀地层地铁隧道拱顶荷载计算方法研究-现代隧道技术.pdfVIP

现 代 隧 道 技 术 不均匀地层地铁隧道拱顶荷载计算方法研究 MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY 文章编号：1009-6582（2017）04-0077-06 DOI: 10.13807/ki.mtt.2017.04.010 不均匀地层地铁隧道拱顶荷载计算方法研究 1,2 3,4 5 6 3,4 晁 峰 刘大刚 杨小荣 李 磊 黄海斌 (1北京交通大学土建学院，北京100044；2 中国建筑工程总公司技术中心，北京101300；3西南交通大学 土木工程学院，成都610031；4西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，成都610031；5珠海大横琴 股份有限公司，珠海519031；6上海隧道工程有限公司，上海200032) 摘 要 对于断面内地层起伏的盾构隧道，其地层参数差异较大且地层分界线起伏变化，而计算参数的选取 将影响荷载的计算精度。文章在经典太沙基松弛土压力公式的基础上，对起伏地层盾构隧道拱顶荷载的计算方法 进行研究，分别推导了隧道断面内水平地层和倾斜地层拱顶荷载计算的修正方法。对于水平地层分界线情况，通过 分析断面内上部地层所占比例，给出了滑移面宽度取值方法；对于倾斜地层分界线情况，在水平地层分界线情况的 基础上，分别对隧道左右侧滑移面宽度进行分析并给了出取值方法。通过对某直径为6m的起伏地层盾构隧道的 侧向土压力进行现场测试，并与经典理论公式进行对比，其结果表明：修正公式计算结果与实测值吻合较好，验证了 修正公式的适用性。文章提出的计算方法可为城市盾构隧道工程提供参考。 关键词 地铁隧道 不均匀地层 拱顶荷载 太沙基公式修正 实测验证 中图分类号：U456.2 文献标识码：A 1 引 言 城市地铁作为一种安全、快捷、高效、环保的交 通形式，已成为许多大城市解决交通问题的首要选 [1] 择 。我国幅员辽阔，城市地铁修建所遇到的代表 性地层有软粘土地层、砂卵石地层、软硬不均地层和 [2~4] 硬岩地层等 ，各地层地质条件差异较大。当地铁 隧道位于地层分界线空间起伏的不均匀地层时（图 1），隧道结构所受荷载复杂多变，可能产生横向和纵 [5] 向不均匀变形 ，因此，不均匀地层荷载的计算对城 图1 典型不均匀地层剖面 市地铁设计具有重要意义。 Fig.1 Profileofatypicalinhomogeneousstratum 修改稿返回日期：2015-07-15 基金项目：珠海大横琴股份有限公司和上海隧道工程有限公司资助项目（2015-sk-4）. 作者简介：晁峰（1990-），男，博士后，主要从事轨道交通地下结构的科研工作，E-mail:fengchao0217@163.com. 通讯作者：刘大刚（1979-），男，博士，副教授，主要从事地下工程的教学与科研工作，E-mail. 第54卷第4期(总第375期)2017年8月出版 77 Vol.54，No.4，Total.No.375 Aug.2017 现 代 隧 道 技 术 MODERNTUNNELLINGTECHNOLOGY 不均匀地层地铁隧道拱顶荷载计算方法研究 城市地铁隧道一般是浅埋隧道，且大部分位于