地铁盾构施工地表变形空间分布特征分析.pdf

1、2016 年 11 月上第 45 卷第 21 期施工技术CONSTUCTION TECHNOLOGY127DOI:10.7672/sgjs2016210127基于改进随机介质理论的地铁盾构施工地表变形空间分布特征分析*周诚，余群舟(华中科技大学土木学院工程管理研究所，湖北武汉430074)摘要以武汉地铁 2 号线越江盾构隧道实际工程为背景，根据盾构施工引起地表变形的产生机理，通过对传统随机介质理论中的土体移动模型、挤土效应模型等系统误差的改进，分别给出了盾构隧道横断面和纵断面最终地表变形的空间分布计算公式。基于 MAMPSO 算法，将空间分布特征参数作为待求未知量，根据现场实际测量数据，基于最

2、小二乘原理建立目标函数关系式，寻找目标函数的最小值进行求解，通过反演结果分析了空间分布特征参数的合理性、工程意义和变化规律。关键词隧道工程;盾构;变形;空间分布;MAMPSO 算法 中图分类号U451 文献标识码A 文章编号1002-8498(2016)21-0127-07Analysis of Surface Deformation Caused by Shield Tunnel ConstructionBased on the Improved Stochastic Medium TheoryZhou Cheng，Yu Qunzhou(School of Civil Engineering

3、 Mechanics，Huazhong University of Science Technology，Wuhan，Hubei430074，China)Abstract:According to the mechanism of ground deformation induced by shield construction，this paperoffered the new formula for the spatial distribution of surface deformation of the shield tunnel cross-sectional and longitu

4、dinal by improving the system error of ground movement model，soil compactioneffect model in the traditional stochastic medium theory in Wuhan Metro Line II Yangzi river-crossingshield tunnel construction Treating the main influence angle and the ground loss parameters g asunknown quantities，this pap

5、er found the minimum value of objective function based on MAMPSOalgorithm，field data and method of least squares，then analyzed the characteristics of spatial distributionparameters that are reasonable，engineering significance and changes by the inversion resultsKey words:tunnels;shields;deformation;

6、spatial distribution;MAMPSO algorithm*国家自然科学基金(51408245);“十二五”国家科技支撑计划课题(2012BAK24B01);高 等 学 校 博 士 学 科 点 专 项 科 研 基 金(20100142110061)作者简介周诚，博士，副教授，E-mail:charleschou163 com 收稿日期2016-04-260引言据不完全统计，国外近百年来已建的跨海和越江隧道已逾百座。盾构法以其机械化程度高、掘进速度快、周围环境影响小、施工安全等优势，成为跨海越江隧道建设的首选施工方法。盾构施工引起的地表变形是一个涉及不同土体的复杂力学性态的转变和位移响应的空间三维过程。这个过程可近似理解随盾构推进而不断变化的地表沉降盆，描述其空间分布就是要确定该沉降盆的范围和大小。对于地铁盾构隧道施工引起的地表变形空间分布问题的研究方法可以归结为经验公式法、理论解析法、反分析方法 3 类。Peck 提出了地表横向槽符合正态分布的 Peck 公式1，Mair 等2 建立了地表以下地层位移的计算公式，经验公式法计算简便，在实际工程中广泛应用，可用于粗略匡算盾