基于复变理论的盾构隧道围岩位移预测分析

摘要：

为了揭示盾构隧道在不同位移边界条件下的围岩位移分布情况,将该问题简化为含圆形孔洞的弹性半无限平面第二类基本问题,运用弹性复变函数理论,结合洞周5种不同位移收敛模式,推导了两个位移复势函数φ(z)和ψ(z)的表达式,给出了围岩任意一点位移分量(u,v)的解析通式,并讨论了不同埋深与不同位移边界条件下围岩位移分布规律.基于理论公式,预测了工程实例的地表沉降,并将预测结果与实测数据进行了对比分析.研究结果表明:(1)当隧道半径r0=4.0 m、泊松比μ=0.3,隧道埋深h从2r0增为6r0时,地表相对沉降量最大值Δvmax变化范围为0.33~1.94,地表沉降影响范围约为28.7~124.1 m,地层相对水平位移最大值Δumax随埋深变化不大,且最大值Δumax处于隧道中心水平线附近;(2)在5种不同位移收敛模式中,有两种模式预测的地表沉降值与实测数据较为吻合,其理论解可为指导隧道设计和施工提供理论基础.

关键词：盾构隧道、复变函数、位移边界条件、围岩位移

所属期刊栏目：53

分类号：U451.2(隧道工程)

资助基金：国家自然科学重点基金51538009;国家自然科学基金51578500;铁道部课题2011G013-C

在线出版日期：2016-06-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：86-94