侧向土体影响下盾构隧道引起上覆管线变形

冯国辉1，徐长节1,2,3，郑茗旺1，薛齐4，杨开放1，管凌霄2,3 

(1. 浙江大学 滨海和城市岩土工程研究中心，浙江 杭州 310058；2. 华东交通大学 江西省岩土工程基础设施安全与 控制重点实验室，江西 南昌 330013；3. 江西省地下空间技术开发工程研究中心，江西 南昌 330013； 4. 浙江杭海城际铁路有限公司，浙江 嘉兴 314000) 

摘  要：目前盾构隧道开挖对邻近管线影响的理论研究一般基于 Winkler 地基模型和 Pasternak 地基模型，较少考虑 精度更高的 Kerr 地基模型及管线侧向土体影响对管线变形的约束作用. 将管线简化成 Euler-Bernoulli 梁搁置在 Kerr 地基模型上，利用差分法得到盾构隧道引起上覆管线竖向位移半解析解，在此基础上进一步推导考虑管线 侧向土体影响的 Kerr 地基模型差分解. 通过与已有工程案例和离心机数据对比，验证 Kerr 地基模型相比于其他 地基模型的优越性，也验证了考虑管线侧向土体影响的 Kerr 地基模型计算结果更加符合实测数据. 参数分析表 明, 随着隧道开挖地层损失率和土体弹性模量的增大，管线的竖向位移和弯矩均增大；随着管线与隧道夹角的增 大，管线的竖向位移和弯矩均减小. 

关键词： 盾构开挖；Kerr 地基模型；侧向土体影响；管线变形；有限差分法

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