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基于HSS模型双线隧道上跨施工对既有地铁影响

李文乾 黄高亮 朱潇昂 刘明洪 陈俞超 胡安峰

李文乾, 黄高亮, 朱潇昂, 刘明洪, 陈俞超, 胡安峰. 基于HSS模型双线隧道上跨施工对既有地铁影响[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(5): 560-565. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.009
引用本文: 李文乾, 黄高亮, 朱潇昂, 刘明洪, 陈俞超, 胡安峰. 基于HSS模型双线隧道上跨施工对既有地铁影响[J]. 岩土工程技术, 2024, 38(5): 560-565. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.009
Li Wenqian, Huang Gaoliang, Zhu Xiaoang, Liu Minghong, Chen Yuchao, Hu Anfeng. Influence of Double Track Shield Tunnel Overpassing Construction on Existing Subways Based on HSS Model[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(5): 560-565. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.009
Citation: Li Wenqian, Huang Gaoliang, Zhu Xiaoang, Liu Minghong, Chen Yuchao, Hu Anfeng. Influence of Double Track Shield Tunnel Overpassing Construction on Existing Subways Based on HSS Model[J]. GEOTECHNICAL ENGINEERING TECHNIQUE, 2024, 38(5): 560-565. doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.009

基于HSS模型双线隧道上跨施工对既有地铁影响

doi: 10.3969/j.issn.1007-2993.2024.05.009
基金项目: 国家自然科学基金项目(51978612)
详细信息
    作者简介:

    李文乾,男,1990年生,汉族,河北邢台人,学士,助理工程师。研究方向:隧道工程施工技术管理。E-mail:844260617@qq.com

  • 中图分类号: U455

Influence of Double Track Shield Tunnel Overpassing Construction on Existing Subways Based on HSS Model

  • 摘要: 针对某新建盾构隧道近接上跨既有地铁项目,基于小应变硬化模型(HSS),建立了三维有限元模型,通过与实测数据和莫尔–库伦模型计算结果的对比,验证了HSS模型计算的可靠性和优越性。在此基础上,进一步分析了新建隧道施工引起的既有隧道竖向变形特征,及隧道水平净距和叠交角度两参数对既有隧道变形的影响规律。结果表明:HSS模型计算结果与实测值吻合较好,能有效预测既有地铁隧道的变形;在新建隧道上跨穿越的影响下,既有地铁隧道产生竖向隆起变形,且变形主要发生在盾构下穿前的1.5倍新建隧道直径到穿越后的2倍新建隧道直径范围内;既有地铁隧道隆起峰值点会随着盾构二次穿越而发生偏移,且其竖向变形曲线呈现出“双峰”趋势;增大双线隧道水平净距和新旧隧道叠交角度,都能使既有隧道的变形减小。

     

  • 图  1  穿越区间新建隧道与既有地铁线位置关系及土层分布

    图  2  三维有限元模型

    图  3  盾构施工模拟

    图  4  既有隧道监测值与计算结果对比

    图  5  左线盾构穿越时既有隧道竖向位移曲线

    图  6  右线盾构穿越时既有隧道竖向位移曲线

    图  7  新建双线隧道与既有隧道平面位置关系

    图  8  不同水平净距下既有隧道竖向位移曲线

    图  9  新建隧道水平夹角示意图

    图  10  不同叠交角度下既有隧道竖向位移曲线

    表  1  土层及结构参数

    名称 γ/(kN·m−3) c'/(kN·m−2) φ'/(°) $E_{50}^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) $E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) $E_{{\text{ur}}}^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) E'/(kN·m−2) ν $G_0^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) $ \gamma_{_{0.7}} $
    碎石填土 19.0 0 15 3500 3500 14000 3500 21000 2×10−4
    砂质粉土 19.2 4 24 7000 7000 28000 14000 42000 2×10−4
    淤泥质粉质黏土 17.3 13.5 10.5 2500 2500 10000 12500 15000 1.5×10−4
    粉质黏土 19.4 25 14 6000 6000 24000 30000 36000 1.5×10−4
    衬砌 24 2.93×108 0.1
    盾壳 120 2×108 0
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    表  2  土层参数

    名称 γ/(kN·m−3) c'/(kN·m−2) φ'/(°) $E_{50}^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) $E_{{\text{oed}}}^{{\text{ref}}}$f/(kN·m−2) $E_{{\text{ur}}}^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) $G_0^{{\text{ref}}}$/(kN·m−2) ${\gamma _{0.7}}$
    淤泥质粉质黏土 18 13.5 10.5 3000 3000 12000 18000 1.5×10−4
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-08-26
  • 修回日期:  2024-04-24
  • 录用日期:  2024-05-09
  • 网络出版日期:  2024-10-09
  • 刊出日期:  2024-10-09

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