基于隧道不均匀变形的地表沉降随机介质理论预测模型

摘要

随机介质理论法是地表沉降预测的一种实用方法,经典的计算模型中一般假定隧道开挖断面是均匀收敛的,提出一种3种变形模式叠加的参数化的不均匀收敛变形模式,将其引入随机介质理论,建立考虑隧道不均匀收敛变形的地表沉降预测模型,并推导用相对隧道变形参数表示的地表沉降、倾斜和曲率的预测公式,研究隧道变形参数对沉降槽的影响。以北京地铁八号线大红门桥站~和义站区间盾构隧道工程为背景,进行反分析研究。结果表明:(1)考虑隧道不均匀收敛变形时的沉降槽比只考虑均匀收敛变形时的沉降槽要窄而深;(2)采用本文的隧道变形模式求得的预测沉降曲线优于另外2种模式的计算结果;(3)该案例中各个参数的经验取值分别为地层主要影响角β=34.65°~37.61°,相对收敛?=0.81%~0.97%,相对椭圆化δ=0.41%~0.53%,相对下沉λ=0.26%~0.38%。通过案例分析,证明本模型的科学性与实用性,可为类似地铁施工的地表沉降预测提供参考。