武汉地铁隧道开挖引起地表沉降的数值模拟研究

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1、万方数据JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665／2013／21(1)-0085—07武汉地铁隧道开挖引起地表沉降的数值模拟研究杨福麟①刘永林①②胡斌②(①中交四航工程研究院有限公司广州510230)(②中国地质大学工程学院武汉430074)：I：摘要城市地铁隧道开挖引起过大的地表沉降会对隧道工程本身及地表建筑物造成危害。有效预计并合理控制隧道开挖引起的地表沉降具有重要的实践意义。以武汉地铁虎名区间隧道开挖工程为背景，运用有限元数值模拟软件MIDAS／GTS建立隧道断面开挖的数值模型，计算隧道开挖引起的地表沉降量，与实测沉降量进行拟合；根据隧道开挖过

2、程中对应地表及临近建筑物的实际情况，优化开挖断面围岩预处理方案，建立优化后的断面开挖模型。模拟结果表明，优化后地表沉降仍在安全范围内，可以为类似工程沉降控制提供参考。关键词地表沉降数值模拟MIDAS／GTS武汉地铁中图分类号：U45文献标识码：ANUMERICALSⅡ订ULATIoNoFGROUNDSUBSIDENCEDUEToTUNNELEXCAVATIONFORWUHANSUBWAYYANGFulin①LIUYonglin①②HUBin②(①CCCCFourthHarborEngineeringInstituteCo．，Ltd．，Guangzhou510230)(②FacultyofEng

3、ineering，ChinaUniversityofGeoscienees，Wuhan430074)AbstractIthasbeenwellknownthattunnelexcavationofsubwayinurbanareacancausegroundsettlement．Ex-cessivesettlementwouldthreatensafetyofthetunnelitselfanditssurroundingbuildings．Therefore，itwillbeofimportantpracticalsignificancetoeffectivelypredictandreas

4、onablycontrolthiskindofsubsidence．AccordingtotheexcavationinHu-MingSectionofWuhansubway，theMIDAS／GTSsoftwareisusedtobuildthemodelofthetunnelexcavation．Surfacesubsidencecausedbytunnelexcavationiscomputed，andcomparedwiththemeasuredresult．Accordingtothesituationofthecorrespondinggroundandbuildingduring

5、excavationprocess，theoptimiza-tionofthepreparativeregimensonthesurroundingrockexcavationiscarriedoutforbuildingtheoptimizationmodelofthetunnelexcavation．Thesimulationresultsshowtheoptimizedsurfacesubsidenceisstillinthesaferange．Theresultswouldofferreferenceforsimilarprojectsincontrollingthesurfacesu

6、bsidence．KeywordsGroundsurfacesettlement，Numericalsimulation，MIDAS／GTS，Wuhansubway收稿13期：2012—02—29；收到修改稿日期：2012-12—08．基金项目：国家自然科学基金(41172281)，国家科技部973项目(201ICB710604)，中央高校基本科研业务费专项资金项目(摇篮人才计划CUGLl00413、特色学科团队CUG090104)资助．第一作者简介：杨福麟，主要从事岩土工程稳定性施工与研究．Email：yolingliu@163．corn万方数据86JournalofEngineeringG

7、eology工程地质学报20131引言城市地铁建设过程中隧道的开挖将引起隧道围岩的应力重分布，在空间上形成地层损失和地层位移，引起对应地表的沉降和变形。过大的地表沉降和变形会形成地面裂缝甚至地表塌陷，严重影响地表路面和建筑物等的正常使用，造成重大的工程事故和巨大的经济损失。为尽量减少隧道工程开挖对地表产生的不良影响，必须对地表沉降和变形进行深入研究和有效预计，从而合理控制隧道开挖引起的地表沉降和变