[發明專利]一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法

在審

• 申請號: 202211161138.0
• 申請日: 2022-09-22
• 公開（公告）號: CN115455546A
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 羅才松;張庭;付朝江;陳華艷;周亦濤;張丙強;詹金武;常方強;王碧珍;林友峰;張澤群
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;E21D9/06;G01H17/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 陳明鑫;蔡學俊

1.一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)確定盾構機單次推進工作時長T；

(2)確定地下水位埋深H_w；

(3)確定盾構機刀盤上覆土體厚度H_s；

(4)確定地下水位以上土體的重度γ₀和地下水位以下土體的重度γ_sat；

(5)確定盾構機施工過程中地表和盾構機刀盤處地層的振動信號指標；

(6)確定刀盤處土體的水壓增長峰值U₁；

(7)確定地面以下深度為z處的水壓增長峰值U_z；

(8)確定土體的擾動彈性模量E；

(9)確定出盾構機施工擾動引起上覆地層變形量S。

2.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(1)中，確定盾構機單次推進工作時長的方式為：根據盾構機施工方案，確定工作時長T。

3.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(2)中，確定地下水位埋深H_w的方式為：根據地質勘察報告，確定地下水位埋深H_w。

4.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(3)中，確定盾構機刀盤上覆土體厚度H_s的方式為：根據盾構機施工方案，確定刀盤上覆土體厚度H_s。

5.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(4)中，確定地下水位以上土體的重度γ₀和地下水位以下土體的重度γ_sat的方式為：利用地質鉆機，在地下水位以上和以下分別取典型土樣，運回實驗室后利用環刀法分別測試其密度，然后分別乘以重力加速度，得到兩者相應的重度。

6.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(5)中，確定盾構機施工過程中地表和盾構機刀盤處地層的振動信號指標的方式為：在盾構機刀盤的正上方地面位置和刀盤處土體位置布設振動傳感器及信號采集儀，采集盾構機施工過程中在地面產生的振動信號和刀盤處土體產生的振動信號，進一步采用振動信號處理軟件，求得兩者的振動主頻和振幅；其中，地面處的振動主頻與刀盤處土體的振動主頻相等，均表示為f，地面處的振幅表示為A₁，刀盤處土體的振幅表示為A₂。

7.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(6)中，確定刀盤處土體的水壓增長峰值U₁的方式如下：

利用鉆探取得的典型原狀土樣，運回實驗室進行動三軸試驗，施加的振動頻率為f，振幅為A₂，圍壓為σ₃，其中，

σ₃＝K₀σ₂

σ₂＝γ₀H_w+(γ_sat-10)(H_s-H_w)

式中，K₀取0.6；

測試出試驗過程中，水壓力增長的峰值，表示為U₁。

8.根據權利要求1所述的一種盾構機施工擾動引起上覆地層壓縮量預測方法，其特征在于，步驟(7)中，地面以下深度為z處的水壓增長峰值U_z的計算公式如下：

其中，z為自變量，表示深度。