[发明专利]一种地裂缝环境下盾构隧道适用性判断的方法

摘要

本发明公开一种地裂缝环境下盾构隧道适用性判断的方法，在地裂缝环境下的盾构隧道中，在相同地裂缝上下盘错距和隧道衬砌强度条件下，得到衬砌最大竖向变形与衬砌厚度的关系、衬砌最大拉应力与衬砌厚度关系、衬砌最大压应力与衬砌厚度关系；在相同地裂缝上下盘错距和隧道衬砌厚度下，得到衬砌最大竖向变形与衬砌强度等级的关系、衬砌最大拉应力与衬砌强度等级关系、衬砌最大压应力与衬砌强度等级关系；在相同地裂缝上下盘错距和隧道衬砌厚度下，得到衬砌最大竖向变形与衬砌强度等级的关系、衬砌最大拉应力与衬砌强度等级关系、衬砌最大压应力与衬砌强度等级关系；通过上述曲线与标准能够较为准确的判断不同工况下盾构隧道是否满足强度及变形要求。

主权项

1.一种地裂缝环境下盾构隧道适用性判断的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)在地裂缝环境下的盾构隧道中，在相同的隧道衬砌厚度和相同的隧道衬砌强度条件下，由不同的地裂缝上下盘错距建立不同工况下的有限元模型，得到曲线A、曲线B和曲线C；其中：曲线A为衬砌最大竖向变形与错距的关系曲线，曲线B为衬砌底面最大拉应力与错距关系曲线，曲线C为衬砌顶面最大压应力与错距关系曲线；(2)在地裂缝环境下的盾构隧道中，在相同的地裂缝上下盘错距和相同的隧道衬砌强度条件下，由不同的隧道衬砌厚度建立不同工况下的有限元模型，得到曲线D、曲线E和曲线F；其中：曲线D为衬砌最大竖向变形与衬砌厚度的关系曲线，曲线E为衬砌最大拉应力与衬砌厚度关系曲线，曲线F为衬砌最大压应力与衬砌厚度关系曲线；(3)在地裂缝环境下的盾构隧道中，在相同的地裂缝上下盘错距和相同的隧道衬砌厚度下，由不同的隧道衬砌强度建立在不同工况下的有限元模型，得到曲线G、曲线H和曲线I；其中：曲线G为衬砌最大竖向变形与衬砌强度等级的关系曲线，曲线H为衬砌最大拉应力与衬砌强度等级关系曲线，曲线I为衬砌最大压应力与衬砌强度等级关系曲线；(4)在预定的工况下，已知该工况的地裂缝上下盘错距、隧道衬砌强度和隧道衬砌厚度，则通过曲线A、曲线B、曲线C、曲线D、曲线E、曲线F、曲线G、曲线H和曲线I判断出在该工况下隧道的最大竖向变形、隧道底面的最大拉应力及隧道顶面的最大压应力；(5)由步骤(4)得出的预设工况下隧道的最大竖向变形、隧道底面的最大拉应力及隧道顶面的最大压应力与各自的预设值进行比较，若隧道的最大竖向变形、隧道底面的最大拉应力及隧道顶面的最大压应力均满足要求，则该工况下盾构隧道可以投入建设，反之则不行。