[发明专利]基坑开挖下卧隧道及基底回弹估算法

说明书

技术领域

本发明涉及土木挖掘工程技术，具体讲，涉及基坑开挖下隧道及基底回弹估算法。 

背景技术

目前国内外有多种预测基坑开挖引起下方地铁变形的计算理论，但这些理论能否较好地反映实际情况受很多因素的制约，除围护体系本身及周围土体特性外，还较多地受施工因素的影响，计算参数难以准确确定，每一个计算理论都有其适用范围。此外，在软土地区，基坑的变形计算还需考虑时空效应的影响，一般认为，在具有流变性的软土中，基坑的变形（墙体、土体的变形）随着时间的增长而增长，分块开挖时留土的空间作用对基坑变形具有很好的控制作用，时间和空间两个因素同时协调控制可有效地减少基坑的变形。 

在已有的计算理论中，应用比较广泛的是吉茂杰、刘国彬在《开挖卸荷引起地铁隧道位移预测方法》中提出的基于残余应力法的土体回弹分层总和计算公式，该公式是较为合理、计算参数较少且计算结果和实际监测数据相差不大的一种基坑变形的计算理论。 

基于残余应力的土体回弹分层总和法计算基坑回弹的公式为： 

δ=Σi=1nδziErihi---(1)]]>

式中：δ——基坑隆起量； 

n——计算厚度的分层数； 

σ_zi——第i层土的卸荷应力平均值，σ_zi＝σ₀(1-α_i)； 

α_i——第i层土的残余应力系数； 

σ₀——总卸荷应力； 

E_ri——第i层土的卸荷模量； 

h_i——第i层土的厚度。 

其中，如果能确定计算深度、卸荷应力平均值σ_zi和卸荷模量E_r，就能顺利计算出基坑最终隆起。 

为了更好的描述残余应力，进入残余应力系数的概念。 

α值与基坑开挖深度H、上覆土层厚度h以及土性有密切关系。对于某一开挖深度，α值随着上覆土层厚度h的增加而逐渐增大，到某一深度后，其值趋于极限1.0，说明这一深度以下土体中没有卸荷应力，处于初始应力状态。将α=0.95对应的h称为残余应力影响深度h_r。 

hr=f(H)H0.0612H+0.19---(3)]]>

式中：H——基坑开挖深度； 

h_r——残余应力影响深度。