[发明专利]一种双线盾构掘进对邻近建筑物影响程度评估方法

说明书

本发明涉及双线盾构掘进对邻近建筑物影响程度评估方法，包括建立共同作用力学模型和建筑物变形程度评估方法；建立共同作用力学模型包括建立坐标系、协同作用模型、微分方程的解；建筑物变形程度评估方法包括评估方法的控制量设定计算、建筑损坏风险评估方法。本发明的有益效果是：本发明参考采动区协同作用模型方法，考虑到双线盾构施工的复杂性，将盾构施工产生的地层损失作为引起地表沉降的主要原因，提出一种双线盾构隧道上方浅基础建筑物地基、基础和结构协同作用的简化力学模型，并利用数值分析软件1stOpt进行求解，本发明可得到盾构掘进区建筑物变形以及内力变化的规律。

技术领域

本发明涉及一种双线盾构掘进对邻近建筑物影响程度评估方法，尤其是一种以控制角变量进行建筑物变形控制，结合建筑本身的刚体转动量相关建筑物变形的评估方法。

背景技术

近年来，随着我国地铁建设的不断发展，双线盾构施工已成为城市地铁隧道建设中的主流形式。但是，盾构施工不可避免地会引起周围土体的扰动变形，并对邻近建筑物产生较大的危害，尤其是当双线隧道同时施工时，这种影响将相互叠加，地层变形更为复杂。

目前，国内外学者主要针对双线盾构引起土体变形和扰动方面研究做了相关研究，研究方法主要有：Peck公式经验法、随机介质理论、有限元法、模型试验法和解析解法。但关于双线盾构施工对邻近建筑物结构，特别是浅基础框架建筑物影响的研究较少，且对建筑物结构弯矩、剪力变化的研究则为缺乏。由于双线盾构掘进是一个动态过程，了解盾构在穿越建筑物的整个过程中邻近建筑物的变形及弯矩变化就显得尤为重要。由于邻近建筑物的变形受不利因素影响是不可避免的，工程上只能更好利用监测系统，配合抢修加固工作的同步进行来进行补救，特别是对于一些处于盾构隧道建设线路之上的重要建筑，更是保护的重点对象。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种双线盾构掘进对邻近建筑物影响程度评估方法。

这种双线盾构掘进对邻近建筑物影响程度评估方法，包括以下步骤：

1)建立共同作用力学模型

1.1)建立坐标系

建立两个坐标系统，地表下沉坐标系统为w1(j)-O1-j，原点O1建立在开挖面上方的地表处，横坐标j轴指向与盾构机前进方向相同，纵坐标w1(j)为j点的地表下沉；建筑物下沉坐标系统为w(x)-O-x，原点建立在建筑物的左端地表处，距O1的距离为j，开挖面未到达建筑物时j为正值，开挖面穿越建筑物及离开后j为负值，横坐标x轴与j轴指向一致，建筑物内任意点x的下沉为w(x)、对应的地表点下沉为w1(j+x)；

1.1.1)地基模型

将建筑物视为弹性地基上的梁，建筑物地基反力σd与地基沉降值成正比，得到：

σd(x)＝k[w(x)-w1(j+x)] (1)

式中，σd(x)为建筑物底部任意一点受到的地基反力，k为地基基床系数；

1.1.2)建筑物模型

弹性地基上建筑物弯曲的微分方程式：