一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法技术

本发明专利技术公开了一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法，根据隧道宽度确定主要压缩层厚度、布设检测孔，然后取样及主要压缩层土体性质试验并绘制隧道沿线土层性质分布图，划分不均匀沉降可能发生区段，根据地层压缩模量及当量压缩模量计算地层不均匀系数γ，最后根据地层不均匀系数γ定量评价隧道沿线地层不均匀性。本发明专利技术的主要优点是通过主要压缩层土体中黏

【技术实现步骤摘要】
一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法


[0001]本专利技术涉及地基处理施工
更具体地说，本专利技术涉及一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法。

技术介绍

[0002]长距离明挖暗埋隧道由于建设场区地形地貌复杂，持力层土性差异等，隧道结构不均匀沉降不容忽视。较大纵向不均匀沉降，导致轨道变形超限，结构开裂等现象发生，严重影响隧道使用并增加运营期维修费用。
[0003]目前针对岩土工程场地不均匀性评价主要采用《北京地区建筑地基基础勘察设计规范》(DBJ11
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2009)中推荐的采用地层当量压缩模量最大值与最小值的比值计算出的地基不均匀系数进行地基不均匀性评价，但针对超长距离隧道线路长、基础以下地层复杂的问题，该方法计算量较大，耗时较长，且采用当量压缩模量最大值与最小值的比值计算的β范围较广，不能精确描述地层的不均匀性。
[0004]针对现有技术的局限性，本专利技术提出一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法，针对超长距离隧道线路长、基础以下地层复杂的问题，传统方法计算量较大，耗时较长，且采用当量压缩模量最大值与最小值的比值计算的地基不均匀系数覆盖范围较广，不能精确描述地层的不均匀性。通过主要压缩层土体中黏
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砂占比快速宏观判断隧道沿线可能发生不均匀沉降的区段，再结合地基不均匀系数γ定量评价可疑区段的不均匀性，可显著提升超长距离隧道地层不均匀性评价效率，快速锁定地基不均匀沉降区段。
[0006]本专利技术解决此技术问题所采用的技术方案是：一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、主要压缩层确定：根据隧道宽度确定主要压缩层厚度；
[0008]步骤二、检测孔布设：根据隧道宽度，按一定距离在隧道定位轴线上布设一排检测孔，采用插木制短棍加白灰作为孔位标识；所述检测孔布设时检测孔间距根据隧道宽度确定，隧道宽度越高检测孔间距越小；
[0009]步骤三、取样及主要压缩层土体性质试验：根据检测孔位钻取隧道主要压缩层内土体试样，并进行室内土工试验结果判断土体性质；
[0010]步骤四、绘制隧道沿线土层性质分布图：重复步骤一至步骤三，绘制隧道沿线主要压缩层土层性质分布图；
[0011]步骤五、不均匀沉降区段划分：根据土层性质分布图，统计主要压缩层内黏土层和砂土层的厚度占比，并划分不均匀沉降可能发生区段；
[0012]步骤六、不均匀系数γ计算：根据地层压缩模量及当量压缩模量计算地层不均匀
系数γ；
[0013]步骤七、隧道沿线地基不均匀性定量评价：根据地层不均匀系数γ定量评价隧道沿线地层不均匀性。
[0014]优选的是，步骤一中，所述主要压缩层为隧道基础底部主要持力层，承载隧道及其上覆荷载的重量；其范围为隧道底部至一定深度内的土层，深度确定方法为Z
y
＝b(2.5
‑
0.4lnb)，式中b为隧道宽度。
[0015]优选的是，步骤三中，所述取样及主要压缩层土体性质试验指通过获取的主要压缩层土体试样进行室内土工试验，根据各土层物理力学参数确定各土层的分类。
[0016]优选的是，步骤五中，所述不均匀沉降区段划分，首先将隧道沿线分为若干区段，根据隧道沿线主要压缩层土层性质分布图统计每个区段主要压缩层内黏土层和砂土层的平均厚度占比，比较相邻区段黏
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砂厚度比值，明确可能发生不均匀沉降的区段。
[0017]优选的是，步骤五中，所述不均匀沉降区段划分，首先将隧道沿线分为若干区段，根据隧道沿线主要压缩层土层性质分布图统计每个区段主要压缩层内黏土层和砂土层的平均厚度占比，比较相邻区段黏
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砂厚度比值，明确可能发生不均匀沉降的区段。
[0018]优选的是，步骤六中，所述不均匀系数γ是地层不均匀沉降发生可能性的定量评价指标，通过可能发生不均匀沉降的区段及其相邻区段的当量压缩模量与最小当量压缩模量的比值确定，
[0019]优选的是，步骤七中，所述隧道沿线地基不均匀性定量评价，根据各地区经验值，当不均匀系数超出限值时，即可定量判断该片区为不均匀沉降片区。
[0020]本专利技术至少包括以下有益效果：
[0021]1)本专利技术针对长距离隧道等线形建构筑物，仅需要土层厚度及压缩模量即可从宏观定性角度快速评价地基不均匀性，相比传统方法具有所需参数少、计算量小等优点。
[0022]2)本专利技术中的不均匀系数γ采用式计算，可以计算每个检测孔位的不均匀系数，可以精确描述每个检测孔与相邻检测孔之间地层的不均匀性，快速锁定不均匀沉降位置，相比于传统方法精确度提升显著。
[0023]3)针对当前在长距离隧道等线形建构筑物设计阶段缺少对不均匀沉降发生位置的宏观判断，从而不能在建设初期就对可能产生的不均匀沉降采取预加固措施，本专利技术可以快速准确判断地基中不均匀沉降可能发生的位置，进而在设计时采取针对性加固措施。
[0024]本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法流程图；
[0026]图2为本专利技术的京雄城际铁路2#隧道主要压缩层土层性质分布图(局部)；
[0027]图3为本专利技术的京雄城际铁路2#隧道黏土含量与实测沉降量关系；
[0028]图4为本专利技术的京雄城际铁路2#隧道宏观不均匀沉降区间；
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术进行详细、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本专利技术。在结合附图对本专利技术进行说明前，需要特别指出的是：本专利技术中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。
[0030]此外，下述说明中涉及到的本专利技术的实施例通常仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]以下结合附图及实施对本专利技术作进一步的详细说明，其具体实施过程如下：
[0032]本专利技术的具体实施方法如下，以京雄机场2#隧道为例：
[0033]步骤一、主要压缩层确定：根据隧道宽度确定主要压缩层厚度，根据公式Z
y
＝b(2.5
‑
0.4lnb)，式中b为隧道宽度15m，计算得主要压缩层厚度为21.3m。
[0034]步骤二、检测孔布设：根据隧道宽度15m，按间距2倍隧道宽度30m，在隧道定位轴线上布设一排检测孔；
[0035]步骤三、取样及主要压缩层土体性质试验：根据检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、主要压缩层确定：根据隧道宽度确定主要压缩层厚度；步骤二、检测孔布设：根据隧道宽度，按一定距离在隧道定位轴线上布设一排检测孔，并进行孔位标识；步骤三、取样及主要压缩层土体性质试验：根据检测孔位钻取隧道主要压缩层内土体试样，并进行室内土工试验结果判断土体性质；步骤四、绘制隧道沿线土层性质分布图：重复步骤一至步骤三，绘制隧道沿线主要压缩层土层性质分布图；步骤五、不均匀沉降区段划分：根据土层性质分布图，统计主要压缩层内黏土层和砂土层的厚度占比，并划分不均匀沉降可能发生区段；步骤六、不均匀系数γ计算：根据地层压缩模量及当量压缩模量计算地层不均匀系数γ；步骤七、隧道沿线地基不均匀性定量评价：根据地层不均匀系数γ定量评价隧道沿线地层不均匀性。2.如权利要求1所述的长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法，其特征在于，步骤一中，所述主要压缩层为隧道基础底部主要持力层，承载隧道及其上覆荷载的重量；其范围为隧道底部至一定深度内的土层，深度确定方法为，Z
y
＝b(2.5
‑
0.4lnb)，式中b为隧道宽度。3.如权利要求1所述的长距离隧道互层地层不均匀沉降快速评价方法，其特征在于，步骤三中，所述取样及主要压缩层土体性质试验指...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈培帅，罗会武，姬付全，邓志强，张瑞元，喻成成，朱涛，杨睿，任梦，李德杰，李雪松，李勇智，李嘉成，饶为胜，肖靖，邱敏，赵旭，曾旭涛，朱俊涛，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：