复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法技术

本发明专利技术涉及一种复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法，包括如下步骤：依据勘探材料获取盾构隧道开挖面处的位于上部的第一土层的实际厚度值；利用临界厚度计算公式，计算盾构隧道开挖面处的位于上部的第一土层的滑移面宽度与位于下部的第二土层的滑移面宽度相等时的第一土层的临界厚度值；比较判断，若所述第一土层的实际厚度值小于等于临界厚度值，利用所述第二土层的滑移面宽度计算隧道拱顶竖向土压力，若所述第一土层的实际厚度值大于临界厚度值，利用所述第一土层的滑移面宽度计算隧道拱顶竖向土压力。本发明专利技术考虑复合地层的实际情况，能够更准确的反映管片变形和受力状况，为精确求解盾构法隧道管片内力提供了基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道管片结构内力计算领域，特指一种复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法。
技术介绍
目前，国内盾构法隧道管片结构内力计算大多采用修正惯用法。修正惯用法假定结构为弹性匀质体，考虑环向接头存在，圆环整体的弯曲刚度降低，如图1所示，取圆环抗弯刚度为ηEI。修正惯用法中隧道结构受到的荷载如图1所示，包括拱顶竖向土压力q1、拱背土压力qG、顶底部水平向土压力e1和e2、衬砌自重g、静水压力qw、底部竖向反力q2、水平向三角形抗力pp。其中拱顶竖向土压力q1对盾构隧道结构的内力和变形有着直接影响。拱顶竖向土压力q1的计算分为全覆土土压力和松弛土压力两种方法。全覆土土压力理论计算较为简单，即根据上覆土体重度和深度计算全部覆土重量。当隧道具有一定的覆土深度，且上覆土具有一定的强度时，多采用松弛土压力理论计算拱顶竖向土压力q1。由于隧道开挖面引起隧道上方的土体向下滑移，在隧道的侧面和顶部之间产生了主动滑移面，此滑移面沿着垂直方向延伸到地面，通过土块垂直方向上力的平衡得出太沙基松弛土压力公式。而现有技术中利用太沙基松弛土压力公式计算拱顶竖向土压力，是基于均匀地层计算的，对于复合地层来说，该计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法，其特征在于，包括如下步骤：获取盾构隧道的勘探材料，依据所述勘探材料获取盾构隧道开挖面处的位于上部的第一土层的实际厚度值；利用临界厚度计算公式，计算盾构隧道开挖面处的位于上部的第一土层的滑移面宽度与位于下部的第二土层的滑移面宽度相等时的第一土层的临界厚度值；所述临界厚度计算公式包括：式一中：α临界R为第一土层的临界厚度值，α临界为比例系数，R为盾构隧道开挖面的半径，为第一土层的土体内摩擦角，为第二土层的土体内摩擦角；以及比较判断所述第一土层的实际厚度值与所述临界厚度值的大小，若所述第一土层的实际厚度值小于等于临界厚度值，利用所述第二土层的滑移面宽度计算隧道拱...

【技术特征摘要】
1.一种复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法，其特征在于，包括如下步骤：获取盾构隧道的勘探材料，依据所述勘探材料获取盾构隧道开挖面处的位于上部的第一土层的实际厚度值；利用临界厚度计算公式，计算盾构隧道开挖面处的位于上部的第一土层的滑移面宽度与位于下部的第二土层的滑移面宽度相等时的第一土层的临界厚度值；所述临界厚度计算公式包括：式一中：α临界R为第一土层的临界厚度值，α临界为比例系数，R为盾构隧道开挖面的半径，为第一土层的土体内摩擦角，为第二土层的土体内摩擦角；以及比较判断所述第一土层的实际厚度值与所述临界厚度值的大小，若所述第一土层的实际厚度值小于等于临界厚度值，利用所述第二土层的滑移面宽度计算隧道拱顶竖向土压力，若所述第一土层的实际厚度值大于临界厚度值，利用所述第一土层的滑移面宽度计算隧道拱顶竖向土压力。2.如权利要求1所述的复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法，其特征在于，还包括利用松弛土压力计算公式计算隧道拱顶竖向土压力；所述松弛土压力计算公式包括：式二中：σv为盾构隧道拱顶竖向土压力值，γ为盾构隧道上覆土体的土体重度，H为盾构隧道上覆土体的深度，c为盾构隧道上覆土体的土体粘聚力，K为盾构隧道的侧压力系数，P0为地表荷载力，e为自然常数，为盾构隧道上覆土体的内摩擦角，若所述第一土层的实际厚度值小于等于临界厚度值则B为第二土层的滑移面宽度，若所述第一土层的实际厚度值大于临界厚度值则B为第一土层的滑移面宽度。3.如权利要求2所述的复合地层盾构隧道拱顶荷载计算方法，其特征在于，所述松弛...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明年，肖时辉，包鹤立，宁佐利，姜弘，李磊，王晓波，周江锋，李刚，
申请(专利权)人：上海隧道工程有限公司，珠海大横琴股份有限公司，上海市城市建设设计研究总院，
类型：发明
国别省市：上海;31