石杰红

(1.中国安全生产科学研究院，北京 100012；2.地铁火灾及客流疏运安全北京市重点实验室，北京 100012； 3.北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083)

0 引言

地下工程开挖时，施工引起的地层损失及隧道周围受扰动、剪切破坏土体的再固结，引起上部土体沉降[1]，而一般认为地层损失为隧道开挖的土体体积与隧道体积之差[2]。对于地下工程施工引起的地表沉降值预测，前人做了大量的研究，目前采用的主要方法有经验公式法、随机介质理论法、弹塑性理论解、数值方法(有限元法、边界元法、有限差分法、数值半解析法)等[3]。在众多的预测公式及方法中，Peck公式是经验公式法中的典型代表，是根据大量隧道开挖引起地表沉降的观测数据提出的，也经过了大量的实际验证[4]。根据文献[5]对世界范围内51条地铁施工沉降曲线的拟合结果，58%的实测结果与正态分布的相关系数在0.9以上。王剑晨等[6-7]利用Peck公式法分析了暗挖地铁隧道对于上覆地铁结构变形的影响，也验证了该方法的适用性。数值方法能直观给出地层力学性状，一定程度上弥补了经典解析法的不足，在工程领域已经有了较为广泛的应用[8-11]，Ghabboussi[8]采用了二维和三维有限元法模拟了在2条地下通道施工穿越隧道的力学影响，并与实测进行了对比；Lee和Rowe[9]采用三维有限单元法，分析参数选取对隧道开挖计算结果的影响，得出各项参数对开挖计算结果的影响规律。前人研究表明，有限元法是研究隧道开挖问题的有效方法[12-15]。……