软土地铁隧道纵向不均匀沉降导致的管片接头环缝开裂研究

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1、第24卷第24期岩石力学与工程学报Vol.24No.242005年12月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringDec.，2005软土地铁隧道纵向不均匀沉降导致的管片接头环缝开裂研究郑永来，韩文星，童琪华，杨柳峰，潘杰(同济大学地下建筑与工程系，上海200092)摘要：地铁通车运行后，会因多种原因产生盾构隧道纵向不均匀沉降，诸如列车振动、渗漏、土体不均匀性等。隧道纵向过大，不均匀沉降会严重影响地铁的运行安全。基于某地铁隧道的纵向沉降实测数据，分析了纵向沉降对隧道结构安全性的影响。首先用抛物

2、线分段模拟了隧道的纵向变形，得出了隧道纵向变形曲率；然后以等效轴向刚度模型为基础，建立了隧道纵向变形曲率与隧道管片接头环缝张开量之间的关系。通过对计算结果的分析，可较全面地了解整个隧道的纵向沉降以及隧道管片环缝张开量的现状，从而为软土隧道的运营阶段维护、改善结构和防水设计、施工方法等提供依据。关键词：隧道工程；盾构隧道；纵向变形；管片接头环缝张开量；曲率中图分类号：U45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)24–4552–07STUDYONLONGITUDINALCRACKOFSHIELDTUNNELSEGMENTJ

3、OINTDUETOASYMMETRICSETTLEMENTINSOFTSOILZHENGYong-lai，HANWen-xing，TONGQi-hua，YANGLiu-feng，PANJie(DepartmentofGeotechnicalEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China)Abstract：Afterthemetrowasputintooperation，therehasbeenincreasinglongitudinalnonuniformsettlementsofs

4、hieldtunnelduetovariouscausesincludingthevibrationloadoftrain，leakageoftunnel，differentsoilproperties，etc..Thiskindofnonuniformsettlementwillgreatlyendangerthesafetyofthetrain.Basedonthemeasureddataforlongitudinalsettlementsofatunnelinsoftsoil，thesecurityofthetunnelcaus

5、edbysettlementsisstudied.Firstly，thelongitudinalsettlementwassimulatedbypolynomialpartbypartandtherelativelongitudinalcurvaturewasgained.Secondly，theequivalentaxialstiffnessmodelofshieldtunnelinitiatedbyaJapanesescholarisintroduced.Finally，therelationshipbetweenlongitud

6、inalcurvatureandcrackofshieldtunnelsegmentjointwasfoundbasedontheequivalentaxialstiffnessmodelofshieldtunnel.Theresultsnotonlycanhelpustolearnthecurrentsituationofthelongitudinalsettlementofshieldtunnelandthelongitudinalcrackofshieldtunnelsegmentjoint，butalsoprovidetheg

7、uidancefortunnelprotection，waterproofdesignandconstructiontechniqueofshieldtunnel.Keywords：tunnelingengineering；shieldtunnel；longitudinalasymmetricsettlement；crackofshieldtunnelsegmentjoint；curvature如上海、天津和广州等都处在软土地区。近些年来，1引言这些城市都陆续修建了地铁。地铁建成以后，由于[1]各种原因会出现纵向沉降变形，其中包括列车

8、振我国沿海一带软土分布很广，一些特大城市，动荷载、渗漏、不同地质、不同埋深、不同施工因收稿日期：2004–06–29；修回日期：2004–11–29基金项目：国家人民防空科学技术研究十五计划项目；上海市重点学科资助项目作