隧道開挖引起的地層變形及其對地下管線的影響分析.pdf

1、隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市地下隧道的開挖及管線的埋設(shè)在地下空間的利用上越來越重要。作為生命線工程，城市地下管線被埋在較淺地層。而為緩解不斷緊張的城市交通壓力，地下交通工程也取得了顯著發(fā)展。在不久的將來，我國各城市還將興建許多城市地下鐵道建筑。地下鐵道建筑的施工，將不可避免的影響到周圍地層以及上部既有管線，嚴(yán)重者甚至?xí)斐傻貙铀洹⒐芫€彎曲破裂等工程事故的發(fā)生。已有研究結(jié)果不能夠充分解決實(shí)際工程面臨的問題，因此，地下隧道開挖對周圍地

2、層及上部既有管線變形性能的影響，仍是當(dāng)今學(xué)術(shù)界亟待解決的課題。
　　 本文在前人研究基礎(chǔ)上，對隧道開挖引起的地層損失和上部既有管線的影響進(jìn)行了解析研究，并采用有限差分法對管線的變形和內(nèi)力進(jìn)行了計(jì)算。本文主要研究成果和結(jié)論如下：
　　 (1)本文分析了隧道開挖引起的地層變形機(jī)理，指出地層變形與隧道施工方法、隧道埋深、地下水以及地層損失等因素有重要關(guān)系。
　　 (2)本文分析總結(jié)了Peck公式的不足，提出了一種新的描

3、述隧道開挖引起的地層變形的經(jīng)驗(yàn)公式，該公式能考慮地層沉降曲率和范圍的影響。
　　 (3)采用本文曲線，本文將管線視作彈性地基上的梁，考慮地層-管線相互作用，得出管線變形的微分控制方程，然后采用有限差分法求解該方程，并由此得到管線的內(nèi)力。本文研究結(jié)果和已有解析成果的對比表明，二者吻合良好，這說明本文所提公式和研究方法是正確的。接著，采用本文方法進(jìn)行了參數(shù)分析，重點(diǎn)研究了隧道開挖對管線內(nèi)力和變形的影響，得出管線的應(yīng)力應(yīng)變與地層變形曲