地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析

康 成 1，梅国雄 2,3,4，梁荣柱 1,2，吴文兵 1,2,3,4，方宇翔 1，柯宅邦 5 

（1. 中国地质大学（武汉） 工程学院，湖北 武汉 430074；

2. 广西大学 土木建筑工程学院，广西 南宁 530004； 

3. 广西大学 工程防灾与结构安全教育部重点实验室，广西 南宁 530004；

4. 广西大学 广西防灾减灾与工程安全重点实验室，广西 南宁 530004； 5. 安徽省建筑科学研究设计院，安徽 合肥 230001） 

摘 要：违规临时地表堆载将引起地层附加应力，对既有盾构隧道产生不利的影响，严重者将导致隧道结构破坏。现有方法 多是将隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Euler-Bernoulli 梁，不能考虑隧道的剪切变形和隧道埋深对基床反力系数的影响。 针对既有研究的不足，提出考虑隧道剪切效应和隧道埋深的地表堆载下既有盾构隧道变形和受力的简化解析解。将既有盾构 隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Timoshenko 梁，地基反力系数考虑隧道埋深的影响。通过三维有限元模型和已发表工程 案例的实测数据，验证所提方法的正确性及适用性。通过参数分析发现，在荷载中心与隧道中心距离较近情况下，浅埋盾构 隧道将发生较大的沉降变形；提高等效抗弯刚度和基床反力系数可以减少隧道沉降变形。而增大等效剪切刚度对隧道的沉降 变形贡献较小，但是可以明显减小管片之间的错台变形。该研究成果可为合理预测地表堆载对既有盾构隧道的影响提供一定 的理论支持。 

关 键 词：地表堆载；盾构隧道；理论解析；隧道变形

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