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地铁施工中地面沉降的预测方法与实例分析.doc

地铁施工中地面沉降的预测方法与实例分析·236·第38卷第23期2012年8月SHANXI山西ARCHITECTURE建筑Vol.38No.23Aug.2012文章编号:1009-6825(2012)23-0236-02刘庆伟(中铁上海工程局华海工程有限公司,上海201101)摘要:对地铁施工中引起的地面沉降的预测方法进行了介绍,结合实例进行分析,从而得出在车站施工中最合适的地面沉降预并论证了预测方法的科学性和可行性。

测方法,文献标识码:APeck方法已经成为一个无法复制的经典公式,纪的实践验证,后来衍生出来的很多经验方法都是在Peck方法的基础上提出来的,用以对此方法进行修正。

下式是Peck方法的经典公式:-y2s=smaxexp。

2i2关键词:地铁施工,地面沉降,预测方法中图分类号:U231.3 1地铁施工引起的地面沉降研究,地铁施工中引起的地面沉降,我们称之为“沉降槽”对于沉降槽的计算方法,大多数地铁施工都是采用Peck公式为基础进经过测量计算,不断修正公式中的参数,使计算方法更行计算的,加接近目标区,让得到的结果数据更加准确。

()2地面沉降预测常用的方法通过对现行的地铁施工机械、施工工艺及地铁施工中可能会发现在地铁施工中,影响地表变引起的土体扰动机理进行研究,形与移动的因素非常多,发生的程度如何不仅与施工方法、支护断面尺寸和车站的埋深密切相关,而且地表移动与变形的方式、发生还会受地层条件的影响。

就目前来说,地铁一般都是在我国的一线城市建立,这些城市往往人口密度大、人口流动率高,在市如何正确预计地表变形与移动,以及地铁施区中进行地铁施工,工对周遭环境的影响,显得尤其重要。

对于地铁施工中引起的地国内外的科技工作者都采取了很多预计方法,主要有经表沉降,验法、模型试验法、理论预测法等。

Peck系统被广泛应用于地表沉降预测中,经过差不多半个世(setqwipe(ssget"x"(list(cons8"dmtz")(cons0"WIPEO-UT"))))(command"draworder"wipe"""f")“WI PEOUT”这样,就初步达到需要的效果,即压盖了包括田但是,这不是我们最终的目的。

我们坎和注记在内的所有要素,“WIPEOUT”压盖除了田坎和注记之外的其他要素,所需要的是以,接下来我们还需要调整田坎和注记的顺序:(command"draworder"ss"""f")(setqtext(ssget"x"(list(cons0"TEXT"))))(command"draworder"text"""f")到这时,才能算是完成了我们的预期目标。

smax为在车站中心线的最上方,其中,即曲线的对称点处,发生的最大沉降;i为沉降曲线的拐点处与车站中心线的距离;y 为对于点到车站中心线对应的地面点进行的水平距离计算;s为对点的沉降量进行计算。

理论预测方法。

如今,在地铁施工中对周围土体的影响研究很多施工单位都把力学知识以及数学理论引入到研究中去,中,根据研究的角度不同,得出的分析结论不同。

2.1数值模拟方法在当今很多的车站施工中,对于在施工中遇到的各种问题,数值模拟方法被认为是解决这些问题的最佳并且是最有效的方法,随着计算机技术的不断进步,数值模拟方法在工程施工中不断应用发展,而在地铁施工中,也被广泛运用,对于地铁施工中引起的地面沉降,数值模拟方法能够有效并且准确的进行预测。

与比如AutoCAD平台下的Lisp语言;Microsoft平习一些开发工具,台下的MicrosoftBasic等,利用这些工具,针对自己工作环节的一些机械的,反复重复的工作,可以制作一些批处理工具或小软件来提高效率,减少劳动强度和重复率,让我们投入更多的精力到更复杂的工作中去,这样既可以愉悦自己那些必须人工处理的、又可以提高效率,进而增加收益。

的心情,参考文献:[1]胡仁喜,胡星,史青录,等.AutoLisp机械设计高级应用实M].北京:机械工业出版社,2005.例[[2]卢师德,.北陈颖涵.无师自通AutoCAD2005中文版[M]2005.京:人民邮电出版社,[3]张长勋.AutoCADVisualLISP程序开发技术[M].北京:国2005.防工业出版社,櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅6结语为了更好完成自己的工作,提高工作效率,适当的了解并学ResearchonautomaticfaultscarpcurveinmappingindoorworkCADediting MAYun-gang(ShanxiFundamentalGeographicInformationInstitute,Taiyuan030001,China)Abstract:Accordingtotheexperienceineditingprocessofmappingindoorwork,thestudyresearchestheessentialcontentsfortheeditingstepsofthefaultscarp,andhastheautomaticrealizationbyadoptingthecomputerprogramsandcalcul ationmethodsbasedonLisplanguageunderAu-toCADplatform,soastopromotetheeditingefficiency.Keywords:mapping,calculationmethod,contour,farmland,Lisp,maplayer收稿日期:2012-06-09作者简介:刘庆伟(1982-),男,助理工程师第38卷第23期2012年8月·237·经验法相比,对于地表沉降的预测,数值模拟方法能够更好、更全施工特点,并且还能够分阶段进行地铁车站开面的考虑地质条件、挖,对于车站支护的时间以及特点都能够有效控制。

所以,无论在对于数值模拟方法,都有很多学者进行研究,并国内还是在国外,且还有大量相关的文献资料。

降值输入STEAD系统中,建立起原始的数据文件,利用反分析计以及Peck法中的单位长算来算出地表沉降槽当中的宽度系数,度地层的损失量。

最后利用宽度系数和损失量这两个参数将横向的沉降图描绘出来,如图1所示,黑点表示实际测量点的沉降值,曲线就是相应的沉降曲线。

x/m-50-40-30-20-100102030102030405040502.2随机介质理论在20世纪50年代,波兰著名学者J.Litwiniszyn提出了随机介质理论,在对于地表沉降问题中,这个理论也被广泛运用。

最先把这个理论引进我国的是学者阳军生、刘宝琛,用于研究地铁施工引起的地面沉降问题,把在地铁施工中引起的地表沉降现象看作是一个随机过程,再把整个车站的开挖看作是由若干个小块的开挖组合而成的,然后把每一小块开挖引起的地表沉降问题进行求和,得出整个车站开挖引起的地面沉降分布,通过结果分析,得出一个关于地面沉降的计算公式,并且在以后的实际工程运用中,取得非常好的预测效果。

S/mmS0=48.794图1Peck法计算的横向沉降曲线随机介质法计算:将地表实际测量得到的沉降值输入该系统然后随机介质法进行反分析计算,可以得到隧道开挖影角的中,正切值以及半径的收敛值。

然后依据这两个参数来描绘地表的横向沉降曲线,如图2所示。

另外这种分析方法还能得到在实际测量中很难测得的地表的水平变形以及水平位移,还有倾斜度等。

x/m-50-40-30-20-100102030405010302.3模型实验方法为了更加准确的计算出地铁施工中引起的地表沉降问题,模对车站施工中引起的地表沉降型试验方法被应用到实际预测中,预计参数,著名学者Atkinson和Mai通过运用离心机模型试验进行探讨,在假设体积不变的情况下,得出结论:即使在车站内的支但是当侧压力系数K=1.0时,地表沉降却比K=0.5护压力很小,时小很多,出现这种差别,最主要的就是由于土体发挥拱效应,即沉降还是会减小。

使支护压力降低,S/mm507090S0=48.6042.4运用FLAC流固耦合方法3D3DFLAC方法采用的计算原理是差分原理,通过动态松弛方程的运用,直接模拟开挖与支护及流固耦合计算,在模拟过程中,把在孔隙介质中,流体的流动是依据Darcy定岩体当作是多孔介质,律进行的,同时还会满足Biot方程。

流体质点的平衡方程为:-qi+qr=αζ/αt。

qi为流体单位消散矢量,m/s,2,3,…;qr为流其中,而i=1,1/s;ζ为流体体积变化量。

体源强度,αζ1αPαεαT=+α-β。

αtMαtαtαtM为Biot模量,N/m2;α为Biot系数;T为温度变化;β其中,1/℃;P为在孔隙中存在的压力;g为体积的应变。

为热膨胀系数,Darcy定律的方程如下:qi=-k[P-ρxgi]。

k为关于介质的渗透系数,m/s;ρ为流体的实际密度,其中,3kg/m;x为距离梯度,一般是指3个方向上的;gi为关于重力加速m/s2,i=1,2,3…。

度的3个不同分量,图2随机介质法计算的横向沉降曲线采用TEAD系统中的两种不同方法,即双平行隧道的Peck法、随机介质法进行计算,结果表明,采用Peck法进行计算时,所得出的双平行隧道轴线的中心位置的地表沉降值为46.391mm,这个数值和图1中显示的沉降值很相近。

当采用另一种方法进行计算时,得到的沉降值是45.869mm,这个数值和图1中显示的图1和图2两者所绘制出来的横向的沉降曲线沉降值也很相近,基本上是一致的,对沉降槽的宽度进行计算,都是在60m左右。

因此,采用这两种方法来计算实际上是相同的。

在进行地铁隧道的施工和修建时,一定需要进行测量的项目是地表的沉降值,因为它对于保证地铁工程的安全有很重要的意义。

通过实例我们可以看到,采用这两种方法,根据一部分实际测量得到的数值,进行参数的反分析和预测,可以有效地对地表的沉降以及产生变形等不良的空间效应进行预测,从而采取相关措施对其进行控制,因此,以上提出的预测方法具有一定的科学性和可行性。

参考文献:[1]刘波,叶圣国,陶龙光.地铁盾构施工引起邻近基础沉降J].煤炭科学技术,2005(10):9-11.的FLAC元数值模拟[[2]郭玉海.盾构穿越铁路的沉降综合控制技术[J].市政技术,2006(7):204-208.[3]景建彬.建筑物沉降观测的几个问题[J].山西建筑,2010,36(14):98-99.3实例分析上海某地铁区间隧道中心和地表之间的距离是16m,其直径是6.05m,两条相互平行的隧道之间的距离是18m,通过测量地表的变形程度,得到最终的地表沉降值。

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