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注浆压力非均匀分布引发的地表沉降计算及其影响因素分析

2021-11-25邓皇适傅鹤林史越赵运亚张运良

中南大学学报(自然科学版) 2021年10期

邓皇适,傅鹤林,史越,赵运亚,张运良

(中南大学土木工程学院,湖南长沙,410075)

盾构工法具有施工环境隐蔽、效率高、对周边环境扰动小等特点,在城市轨道交通工程建设中得到广泛应用。随着盾构施工技术日渐成熟,盾构隧道施工引发的地表沉降控制措施不断完善,但仍无法避免由于地层损失等施工因素引发的地表沉降。针对盾构法施工引发的地表沉降预测及计算,国内外已有大量分析和研究,主要采用的研究方法有经验公式法[1-3]、理论解析法[4-7]、数值计算法[8-14]等。理论解析方法可用于由于地层损失、盾壳摩阻力以及附加推力引发的地表沉降计算,但大多数基于理论解析的研究将注浆压力视为环向均匀分布,注浆压力影响范围取环管片长度的1~2倍,且不考虑注浆压力空间消散作用,此类方法极大地简化了注浆压力对地表沉降的控制效果,忽略了注浆浆液性质及其扩散作用,计算结果的准确性有待进一步研究。

盾尾同步注浆不仅能有效填充盾尾与管片脱空产生的间隙,而且部分注浆压力能挤压周边地层,控制盾构施工引发的地表沉降。国内外针对注浆压力引发的地表变形计算研究较少。叶飞等[15]将同步注浆对地层的压力视为半无限弹性体中的柱形孔扩张问题,采用镜像法推导了同步注浆压力引起的地表变形计算公式;孙闯等[16]采用FLAC3D软件分析了壁后注浆压力对地表沉降的影响,发现在不同注浆压力下,土体受扰动程度差异极大;……

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