基于Peck公式的盾构隧道地表沉降的可靠性分析.doc

基于 Peck 公式的盾构隧道地表沉 基于 Peck 公式的盾构隧道地表沉降的可靠性分析 宋克志1 ,2 ,王梦恕1 ,孙 谋3 (1 . 北京交通大学 土木建筑工程学院 ,北京 100044 ;2 . 烟台师范学院交通学院 ,烟台 264025 ; 3 . 中铁隧道股份有限公司 ,新乡 453000) 摘 要 :分析了盾构隧道地表沉降的构成及其机理 ,指出影响地表沉降的诸多因素都是不确定的 , 具有随机性 . 因此 ,基于著名的 Peck 公式 ,推导了地表最大沉降的平均值及标准差 ,并利用中心点 法计算了地表沉降的可靠指标和失效概率 ,最后以实例说明 . 所提出方法为盾构施工地表沉降的 可靠性分析提供了一种新的途经 . 关键词 :土木建筑工程施工 ;盾构隧道 ;地表沉降 ; Peck 公式 ;可靠性 中图分类号 : U 455 . 43 文献标识码 :A Rel ia bil ity Analysis of Ground Settlement with Shiel d Tunnel Construction Ba sed on Peck Formula S O N G Ke- z hi1 , 2 , W A N G M en g-s h u1 , S U N M ou3 (1 . School of Civil Engineering and Architect ure , Beijing J iaoto ng U niversit y , Beijing 100044 ,China ; 2 . College of J iao To ng and , Yantai Normal U niversity , Yantai 264025 ,China ; 3 . China Railway Tunnel Group , Xinxiang 453000 , China) Abstract :This paper analyzes co mpo sing of gro und set tlement and t heir mechanism , and suggest s t hat many reaso ns of gro und set tlement are co mplicated and rando m. Based o n t he Peck fo r mula t he paper deduces mean value and standard deviatio n , and calculates reliability index and defect p ro babilit y of gro und set tlement by means of center point met ho d. Finally t he met ho d is illuminated by an example . The p resent met ho d will p rovides a new pat h fo r reliabilit y analysis of gro und set tlement wit h shield t unnel . Key words :civil engineering and architect ure co nst ructio n ; shield t unnel ; gro und set tlement ; peck fo r2 mula ; reliabilit y 析方法. 盾构施工过程中地表沉降的构成及其机理 见表 1 2 ,表 1 中影响地表沉降的诸多因素都是随 机的 ,若将确定的参数代入经验公式进行计算或进 行数值模拟 ,所得的结果也是确定的数值 ,这样可信 程度是很低的 . 因此 ,需把各种影响因素视为随机变 量 ,利用概率与数理统计的方法来研究地表沉降 . 常 用的可靠性分析方法有统计矩法 、中心点法 、J C 法 及蒙特卡罗模拟法等3 , 本文作者将可靠性分析的 中心点法应用于著名的 Peck 公式来计算盾构隧道 问题的提出 盾构法施工可用于各类软土地层和软岩地层的 隧道掘进 ,尤其是用于市区地下铁道和水底隧道的 掘进. 但在城市中修建地下工程时 ,盾构掘进产生的 地层变形常会危及周围构筑物 、建筑物和地下管线 的安全 ,甚至使其破坏和丧失使用功能. 目前 ,预测 隧道开挖地层变形的方法主要有经验公式法 、模型 试验法 、数值 模 拟 法 等1 , 但 这 些 都 是 确 定 性 的 分 1 地表变形的可靠度.表 1 地表沉降的构成及机理Tab. 1 Co mposing of ground