盾构下穿引起上覆管线变形的简化计算方法

冯国辉; 肖明清; 倪建中; 郑茗旺; 李雨杰; 刘冠水; 李强; 徐长节

doi:10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024048

湖南大学学报（自然科学版） ›› 2024, Vol. 51 ›› Issue (5) : 68 -75. DOI: 10.16339/j.cnki.hdxbzkb.2024048

盾构下穿引起上覆管线变形的简化计算方法

冯国辉, 肖明清, 倪建中, 郑茗旺, 李雨杰, 刘冠水, 李强, 徐长节

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摘要

盾构开挖易引起上覆地表沉降变形，进一步会引起上覆既有管线的受力变形响应.基于此，提出了一种盾构开挖引起上覆管线变形的简化计算方法 .首先采用Loganathan公式获得既有管线在盾构下穿影响下的附加应力，进一步将管线简化成无限长梁放置在Pasternak地基上，引入无限远端侧向土体位移对既有管线的影响，采用力学平衡法获得管线竖向受力变形控制方程，通过有限差分法获得管线变形及其内力数值解析.案例分析表明：与退化解析对比，该方法计算结果更贴近既有文献工程实测数据，验证了其可靠性.进一步参数研究表明：增大隧道与管线的竖向净距会引起既有管线受力变形的非线性减小；管线变形及其内力会随着地层损失率增大而线性增大；管线抗弯刚度的增大会引起管线变形减小，但会大幅增加管线弯矩.