一种上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法技术

本发明专利技术公开一种上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法，包括两个部分的计算：一部分是上软下硬地层条件下管片上浮量的计算，另一部分是浆液浮力引起管片结构上浮量的计算，两部分上浮量叠加即可得到该特殊条件下管片结构的上浮量。第一部分的计算采用有限元软件建立地层‑结构模型，以上下地层弹性模量的比值为变量进行分析，从而得到上浮量与上下地层弹性模量比值的关系；第二部分的计算采用有限元软件建立荷载‑结构模型，以管片结构上下浆液压力的比值为变量进行分析，从而得到上浮量与上下浆液压力比值的关系。后续实际工程可根据上述关系对该地层条件下管片结构的上浮量进行估算，且可通过两部分上浮量的大小来合理选择控制管片上浮的措施。

【技术实现步骤摘要】
一种上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法
本专利技术属于双模盾构隧道管片上浮方面的
，具体涉及一种上软下硬地层条件下，浆液浮力导致盾构隧道管片上浮量的新型估算方法。
技术介绍
随着地下交通方式的快速发展，地铁隧道的数量也随之攀升，考虑到地质条件复杂多变，故地铁隧道线路规划时不可避免的会穿越上软下硬地层，而管片结构也因此产生新的受力及变形形式，故管片结构的受力及变形规律研究就提上日程。上软下硬地层条件下，管片结构的上浮机理主要有三个方面：一是上下地层弹性模量的比值较大，故隧道开挖卸荷时，下部地层因地应力的释放会产生一个向上的附加应力；其次，盾尾空隙的浆液具有一定的流动性，故而导致管片结构上下位置处的浆液压力大小不一致；再者，上覆软土在隧道开挖卸荷后会产生隆起现象，该部分土体的隆起为管片结构的上覆提供了空间。由上述分析可知，上软下硬地层条件下，盾构管片在浆液浮力的作用下会出现较大的隆起量，影响施工过程的人员及财产安全，故对于管片上浮量的确定就显得尤为重要。目前，对于管片结构上浮量的计算主要是从宏观方面出发，实际分析管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A、基于上软下硬地层性质影响，建立地层-结构模型，并对地层-结构模型进行分析计算；/n步骤B、根据步骤A的地层-结构模型分析计算结果，得到管片上浮量与地层弹性模量比值之间的关系；/n步骤C、基于浆液浮力影响，建立荷载-结构模型，并对荷载-结构模型进行分析计算；/n步骤D、根据步骤C的荷载-结构模型分析计算结果，得到管片上浮量与浆液浮力之间的关系；/n步骤E、将步骤B和步骤D得到的两部分上浮量叠加，得到上软下硬地层条件下盾构隧道施工时管片结构的上浮量。/n

【技术特征摘要】
1.一种上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A、基于上软下硬地层性质影响，建立地层-结构模型，并对地层-结构模型进行分析计算；
步骤B、根据步骤A的地层-结构模型分析计算结果，得到管片上浮量与地层弹性模量比值之间的关系；
步骤C、基于浆液浮力影响，建立荷载-结构模型，并对荷载-结构模型进行分析计算；
步骤D、根据步骤C的荷载-结构模型分析计算结果，得到管片上浮量与浆液浮力之间的关系；
步骤E、将步骤B和步骤D得到的两部分上浮量叠加，得到上软下硬地层条件下盾构隧道施工时管片结构的上浮量。


2.根据权利要求1所述的上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法，其特征在于：所述步骤A中，在建立地层-结构模型时，具体包括以下步骤：
(1)地层采用修正摩尔-库伦弹塑性本构进行网格划分，并在土层与岩层分界面以及地层与管片结构分界面之间施加滑动接触约束及界面单元；
(2)在模型横断面方向施加X方向的约束力，在隧道纵断面方向施加Y方向的约束力，在下表面施加固定端约束，上表面为自由面。


3.根据权利要求2所述的上软下硬地层双模盾构隧道管片上浮量新型估算方法，其特征在于：所述步骤A中，对地层-结构模型进行分析计算时，依次定义岩土体物理力学参数，施加边界约束和滑动接触约束条件以及界面单元，定义岩土体自重应力，设置施工阶段并进行计算，具体包括：
(1)初始地应力的计算，并将该阶段计算得出的位移清零，以模拟地层的初始应力场；
(2)将隧道内的开挖土体钝化，并激活相应的管片结构，以模拟隧道的开挖施工过程，以得出不同施工阶段下隧道管片结构上浮量。


4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷军，李加辉，邓尤东，彭斌，周永波，于广明，杨子汉，丁红军，苏赐从，张树光，
申请(专利权)人：中国建筑第五工程局有限公司，青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43