一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法，包括计算由于工程降水引起邻近隧道位置处的附加荷载增量，然后再基于结构力学计算隧道横截面在总应力增量下的变形。本发明专利技术的有益效果是：大幅度提高基坑降水方案评估的效率，缩短计算时间，减少人工投入，为基坑降水方案的比选提供了快捷合理的参考。

【技术实现步骤摘要】
一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法
本专利技术涉及一种适用于工程降水引起邻近隧道变形的解析计算方法，具体为一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法，属于工程降水

技术介绍
由于城市空间的利用越来越紧凑，出现了大量沿地铁线路和围绕地铁车站紧密建设的基坑工程。同时基坑工程的开挖深度在逐渐增加，在地下水位较高的地区，基坑降水的深度也随之增加，因此不可避免地会对周围正在运营的地铁造成影响，严重时会导致地铁降速甚至停运。目前，国内外针对工程降水影响周围环境的研究很多，但大多集中在降水引起地表沉降的问题上，亦有一少部分学者研究工程降水引起邻近既有隧道变形问题。计算方法上，数值计算方法在工程降水上得到了广泛的应用，在考虑降水水位、抽水层次、降水时间和方式等因素的基础上，可以得到邻近隧道变形对不同工程降水条件的响应规律。但是数值计算方法有一些明显的缺陷，主要是需要耗费大量精力和时间进行建模和计算，还需要考虑合适的本构关系等因素。解析计算方法则更为快捷，除第一次稍费时间外(但仍比数值模拟快捷)，其他条件变化时，仅需简单调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：/n步骤一、计算由于工程降水引起邻近隧道位置处的附加荷载增量；/n步骤二、基于结构力学计算隧道横截面在总应力增量下的变形。/n

【技术特征摘要】
1.一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、计算由于工程降水引起邻近隧道位置处的附加荷载增量；
步骤二、基于结构力学计算隧道横截面在总应力增量下的变形。


2.根据权利要求1所述的一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法，其特征在于：所述步骤一中，首先计算由于工程降水引起邻近隧道轴线位置处的竖向总应力增量ΔσV和水平总应力增量ΔσH：
ΔσV＝ΔHW(γ-γsat)



其中，γ为土体天然重度；γsat为土体饱和重度；γ′为土体浮重度；K0为侧压力系数；当水位线在隧道拱顶以上时，ΔHW为隧道中轴线位置的降深；当水位线在隧道拱顶以下时，ΔHW为初始水位线与隧道拱顶的距离，ΔHW的计算方法为：
ΔHW＝H0-Hx
其中，H0为含水层厚度，Hx为隧道位置处水位高度，Hx的计算方法为：



其中，Hw为降水井井中水位；H0为含水层厚度；rw为降水井半径；R为降水影响半径；rx为隧道纵向(平行于Y轴)任一点到降水井的距离；
其中，rx的计算方法为：



X轴与隧道任一点所在轴线(平行于Y轴)的交点为O，L为降水井中轴线与O点的距离；y为隧道任一点与O点的距离；
其中，降水影响半径R可以按照抽水试验获得；当条件不足时，可按经验公式计算；其中，Sw为降水井降深，当降深小于10m时，取Sw＝10m，k为土体渗透系数，H0为含水层厚度。


3.根据权利要求1所述的一种工程降水引起邻近隧道管片横截面变形的计算方法，其特征在于：所述步骤一中，计算横截面时，横截面上任一点的附加应力组合形成的分布荷载即为附加荷载；
其中，竖向附加荷载为均布荷载，水平附加荷载分为三类：
(1)、降水后水位仍在隧道上方，水平附加荷载为均布荷载；
(2)、降水后水位在隧道截面范围内，地下水水位线以上的水平附加荷载为梯形荷载，水位线以下的水平附加荷载为均布荷载；
(3)、降水后水位在隧道下方...

【专利技术属性】
技术研发人员：马栋，王武现，郭海峰，孙毅，冯义涛，李永刚，黄立新，闫肃，
申请(专利权)人：中铁十六局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11