跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析

doi:10.16183/j.cnki.jsjtu.2012.01.010

上海交通大学学报 ›› 2012, Vol. 46 ›› Issue (01): 42-46,52.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2012.01.010

所属专题：王建华教授学报发文专辑

跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析

张俊峰¹, 王建华¹(), 陈锦剑¹, 侯永茂²

^1.上海交通大学土木工程系，上海　200240
^2.上海隧道工程股份有限公司，上海　200082

收稿日期:2011-06-04 出版日期:2012-01-01 发布日期:2012-01-30
作者简介:张俊峰（1973-)，男，江西省九江市人，博士生，目前主要从事基坑工程、隧道工程设计施工和桩基设计施工等研究．|王建华（联系人），男，教授，博士生导师，电话（Tel.): 021-62932915; E-mail: wjh417@sjtu.edu.cn.
基金资助:
国家自然科学基金项目(41172251)

3-D FEM Back-Analysis of an Over Size and Deep Excavation

ZHANG Jun-feng¹, WANG Jian-hua¹(), CHEN Jin-jian¹, HOU Yong-mao²

^1.Department of Civil Engineering, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China
^2.Shanghai Tunnel Engineering Co. Ltd. , Shanghai 200082, China

Received:2011-06-04 Online:2012-01-01 Published:2012-01-30

摘要/Abstract

摘要：

针对跨越运营地铁隧道的超大面积深基坑建立了大型三维有限元模型，并对基坑开挖引起的周边环境和隧道变形进行分析．根据工程的重要性和信息化施工的需要，利用施工过程的变形监测数据，使用单纯形法对其土体参数进行了反分析．根据编制的单纯形反分析程序和有限元方法计算得到了相关的土体参数，并预测了基坑开挖最终引起的隧道隆起量．结果表明，计算所得隧道隆起预测结果与实际监测数据较为接近．

关键词: 地铁隧道, 基坑, 单纯形法, 隆起, 反分析

Abstract:

The three dimensional finite element model was built up to simulate an over size and deep excavation traversing shield tunnels, and the effects on surroundings and tunnel heave due to excavation were analyzed. From monitored retaining wall horizontal displacements and tunnel heave, a simplex method was employed for back- analysis of soil parameters. According to the back-analysis program based on simplex method, optimized soil parameters were attained after finite element analysis. The final tunnel heave was predicted by the optimized soil parameters. The results show that the predicted tunnel heave is close to monitored data, which guarantees the effectiveness of back analysis by this paper.

Key words: metro tunnel, excavation, simplex method, heave, back-analysis

中图分类号:

U456

张俊峰, 王建华, 陈锦剑, 侯永茂. 跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析[J]. 上海交通大学学报, 2012, 46(01): 42-46,52.

ZHANG Jun-feng, WANG Jian-hua, CHEN Jin-jian, HOU Yong-mao. 3-D FEM Back-Analysis of an Over Size and Deep Excavation[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2012, 46(01): 42-46,52.

图/表 10

图1

图2

表1

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表2

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参考文献 10

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土层	含水量/%	重度/(kN·m^-3)	孔隙比	压缩模量/MPa
③	40.3	17.6	1.127	3.77
③_T	30.2	18.6	0.862	10.13
④	48.6	16.9	1.371	2.46
⑤	34.4	18.1	0.987	4.37
⑥	23.2	19.7	0.674	6.80
⑦₁	30.0	18.6	0.844	11.03
⑦₂	26.9	19.0	0.760	13.30

土层	名称	E_min/MPa	E_max/MPa	E/_MPa
③	淤泥质粉质黏土	3.77	11.31	3.77
③_T	黏质粉土	10.10	30.39	10.10
④	淤泥质黏土	7.30	21.90	7.30
⑤	粉质黏土	13.50	81.00	20.00
⑥	粉质黏土	20.00	120.00	50.00
⑦₁	砂质粉土	35.00	350.00	260.00
⑦₂	粉砂	50.00	500.00	375.00
SMW1	加固土	30.00	120.00	30.00
SMW2	加固土	60.00	300.00	300.00

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跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析

3-D FEM Back-Analysis of an Over Size and Deep Excavation

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