[發明專利]一種盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法

在審

• 申請號: 201910394388.0
• 申請日: 2019-05-13
• 公開（公告）號: CN110046470A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 陳仁朋;孟凡衍;吳懷娜;陳拴;楊微;劉源;康馨
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 黃志興;趙東方

1.一種盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、確定盾構施工影響深度范圍內的土層信息、土體參數、隧道設計參數、盾構機設計參數及盾構掘進參數；

S2、現場鉆孔取土，并包括以下不分先后的子步驟：S21、通過室內固結試驗獲得盾構施工影響深度范圍內各土層原狀土(4)和重塑土(6)的固結試驗e-log p'曲線，確定原狀土(4)的自重應力σ_z0、先期固結壓力σ_pc、回彈指數C_s、壓縮指數C_c和重塑土(6)的壓縮指數C_cr；S22、通過不排水三軸壓縮試驗獲得各土層的q-γ_s曲線，確定各土層的破壞剪應變γ_f；

S3、建立三維數值模型模擬隧道支護、開挖及注漿過程，以獲得盾構掘進后不同位置的土體剪應變γ_s；

S4、根據計算公式SDD＝(γ_s/γ_f)×100％，確定盾構掘進后不同位置的土體的擾動度SDD；

S5、基于所述擾動度SDD結合盾構掘進前原狀土(4)的自重應力σ_z0、先期固結壓力σ_pc、回彈指數C_s和壓縮指數C_c和重塑土(6)的壓縮指數C_cr，確定盾構掘進擾動后各層土體的表觀自重應力σ_zd、表觀屈服應力σ_pd、回彈指數C_sd和壓縮指數C_cd，形成擾動后的e-log p'曲線；

S6、根據盾構掘進擾動后e-log p'曲線確定工后地表沉降量S_pt。

2.根據權利要求1所述的盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述土層信息為通過鉆孔取土獲取所述深度范圍內的土樣進行顆粒分析試驗，確定土樣各粒組土粒含量，其中鉆孔取土量根據試件量確定，所述試件量至少包括三件。

3.根據權利要求1所述的盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述盾構機設計參數包括盾構機(1)的長度、直徑、盾殼彈性模量以及泊松比；所述的盾構掘進參數包括盾構支護力和注漿率。

4.根據權利要求1所述的盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法，其特征在于，所述子步驟S21中，所述現場鉆孔取土是指沿隧道軸線間隔地用取土器獲取現場土樣，所述土樣數量至少包括三個。

5.根據權利要求1所述的盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法，其特征在于，所述子步驟S21中，所述原狀土(4)的自重應力σ_z0通過以下公式確定：

式中，γ_i為第i層土的天然重度，對地下水位以下的土層取浮重度；h_i為第i層土的厚度。

6.根據權利要求1所述的盾構掘進引起工后地表沉降量的確定方法，其特征在于，所述子步驟21中，所述先期固結壓力σ_pc通過以下方法確定：

從所述固結試驗e-logp'曲線上找出曲率半徑最小的一點A，過A點做水平線A1和切線A2；作所述水平線A1和切線A2之間夾角的平分線A3，該平分線A3與所述固結試驗e-logp'曲線中的直線段的延長線相交于B點；該B點在所述固結試驗e-logp'曲線上所對應的有效應力值為先期固結壓力σ_pc。