文档名：地表堆卸载对浅覆土盾构隧道影响试验研究
摘要：地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营.现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载-卸载这一完整过程的研究.为探究地表堆-卸载引起的浅覆土隧道变形特性,以错缝无榫槽盾构隧道为原型,使用3D打印技术制作的盾构隧道模型开展砂土地层盾构隧道的浅覆土堆-卸载试验和常覆土堆载试验,分析浅覆土隧道堆-卸载过程受力及变形情况,并对比堆载过程浅覆土隧道与常覆土隧道受力及变形结果.实验结果表明:地表堆-卸载过程引起隧道管环变形由整体沉降和径向收敛2个部分组成.地表临时堆载引起隧道的部分变形是不可逆的,且浅覆土隧道的卸载回弹变形具有一定的滞后性,卸载后,隧道环的不可恢复位移偏移量:拱底>拱顶>拱腰.距离荷载中心越近,截面椭圆化越明显,且拱顶、拱底和拱腰是产生弯矩的峰值处.浅覆土隧道对地表荷载变化更敏感,在地表堆载下产生明显的沉降区,且隧道两端发生翘起现象;常覆土隧道差异沉降相对较小,沉降曲线较平滑.浅覆土隧道受到附加应力更大,但受影响范围要小于常覆土隧道.研究可为地表突发堆载中既有盾构隧道的保护提供理论依据.
Abstract：Thetemporarysurfacesurchargeabovetunnelsisinevitableduetothefrequentconstructionactivitiesalongthesubway.Althoughthesurchargewassoonremoved,thetunnelstructurestillsufferedirreversibledeformation,whichthreatenedthesafetyofsubwayoperation.Previousstudiesmainlyfocusedonthetunneldeformationcausedbythesurcharge,whileignoredthetunneldeformationduringtheunloadingprocessaftersurcharge.Thepurposeofthisexperimentwastoexplorethedeformationcharacteristicsofshallowtunnelcausedbysurfaceloading-unloading.Thescaledtunnelmodelinthisexperimentmadeby3DPrintingtechnologywasbasedontheshieldtunnelwithstaggeredsegmentwithouttenon-and-groove.Thistunnelmodelwasusedfortheloading-unloadingscaleexperimentabovetheshallow-buriedtunnelandtheloadingscaleexperimentabovethenormaloverburdentunnelinsandy.Thenthestressanddeformationofshallowtunnelintheloading-unloadingprocesswereanalyzed,andthedifferenceofstressanddeformationbetweenshallowtunnelandnormaltunnelduringloadingwerealsocompared.Theexperimentaldatashowthatthetunneldeformationcausedbytemporarysurfacesurchargeconsistsofoverallsettlementandradialdeformation.Somenormalperformanceoftheshieldtunnelisdisruptedduetosurcharge,andtheresilienceofshallowshieldtunnelbyunloadingofthesurchargehasacertainhysteresis.Theunrecoveredoffsetofthetunnelringafterunloadingisthelargestatthearchbottom,followedbythearchcrown,andthesmallestatthearchwaist.Inaddition,theclosertothesurchargecenter,themoreellipticaltheringsectionis,andarchcrown,archbottomandarchwaistaretheplaceswherethepeakmomentoccurs.Theshallowtunnelismoresensitivetothechangeofsurcharge,whichoccursobvioussettlementareaunderthesurcharge,whilethetwoendsofthetunnelslightlyrise.Onthecontrary,thedifferentialsettlementofthenormaltunnelisrelativelysmall,anditssettlementcurveisrelativelysmooth.Shallowtunnelissubjecttomoreadditionalstress,whiletheaffectedrangeissmallerthanthatofthenormaltunnel.Theseresultsdescribethedeformationcharacteristicsofshallowshieldtunnelcausedbysurfaceloading-unloading,whichmayprovidesometheoreticalbasisfortheprotectionofexistingshieldtunnelundersuddensurfacesurcharge.
作者：符宇坤 康成 梁荣柱 向黎明 王理想 柯宅邦 吴小建 Author：FUYukun KANGCheng LIANGRongzhu XIANGLiming WANGLixiang KEZhaibang WUXiaojian
作者单位：中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074中国地质大学(武汉)工程学院,湖北武汉430074;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;安徽省建筑科学研究设计院,安徽合肥230031;绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室,安徽合肥230031安徽省建筑科学研究设计院,安徽合肥230031;绿色建筑与装配式建造安徽省重点实验室,安徽合肥230031上海建工集团有限公司,上海200080
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(1)
分类号：U451+.5
关键词：浅覆土盾构隧道 3D打印 地表临时堆载 卸载回弹 模型试验
Keywords：shallowshieldtunnel 3DPrinting temporarysurfacesurcharge unloadingresilience experimentationofphysicalmodel
机标分类号：U456.3S604.7P456.7
在线出版日期：2024年2月26日
基金项目：中国博士后基金资助项目，安徽省建筑科学研究设计院科研项目，安徽省建筑科学研究设计院科研项目，安徽省住房城乡建设科技计划项目地表堆卸载对浅覆土盾构隧道影响试验研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(1)符宇坤 康成 梁荣柱 向黎明 王理想 柯宅邦 吴小建地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营.现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载-卸载这一完整过程的研究...参考文献和引证文献
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