[发明专利]一种改进的矩形顶管上覆土压力计算方法

说明书

本发明公开了一种改进的矩形顶管上覆土压力计算方法。它包括如下步骤，步骤一：分析矩形顶管卸荷拱发展模式；步骤二：修正Bsubgt;t/subgt;计算公式；步骤三：明确β与矩形顶管埋深的关系；步骤四：确定改进的矩形顶管上覆土压力计算方法；步骤五：基于步骤四中改进的矩形顶管上覆土压力计算方法，计算各模拟工况上覆土压力。本发明克服了现有技术未能充分考虑矩形顶管的形状特征，计算结果的准确性不高的缺陷；具有适用于矩形顶管的上覆土压力计算，计算结果准确的优点。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域和地下工程领域，具体地说它是一种改进的矩形顶管上覆土压力计算方法。

背景技术

随着城市地下空间开发逐步推进，顶管技术迎来了蓬勃发展，矩形顶管较圆形顶管具有显著的优越性，逐步成为发展主流。上覆土压力作为矩形顶管管壁受力关键环节，在顶管设计起核心作用，目前的计算理论主要有全覆土理论、普氏拱理论、太沙基理论和马斯顿理论等，我国现行规范中，《给水排水工程管道结构设计规范》GB50332-2002、《给水排水工程埋地矩形管管道结构设计规程》(CECS145-2002)的计算公式主要基于太沙基理论，《给水排水工程顶管技术规程》(CECS246-2008)的计算公式主要基于马斯顿理论。然而，现行规范公式大都是针对圆形顶管，或者将圆形顶管公式直接用于矩形顶管，未能充分考虑矩形顶管的形状特征，计算结果的准确性有待提高。

因此，现亟需开发一种计算结果准确的矩形顶管上覆土压力计算方法。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种改进的矩形顶管上覆土压力计算方法，适用于矩形顶管的上覆土压力计算，计算结果准确。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种改进的矩形顶管上覆土压力计算方法，其特征在于：通过分析矩形顶管卸荷拱发展模式、提出矩形顶管管顶上部土层压力传递至管顶处的影响宽度B_t计算的改进公式，并确定不同土质情况下β与矩形顶管埋深的关系，提高矩形顶管的上覆土压力计算的准确性；

具体方法，包括如下步骤，

步骤一：分析矩形顶管卸荷拱发展模式；

矩形顶管卸荷拱发展模式包括滑裂线发展至顶管顶部、滑裂线发展超过顶管顶部和滑裂线发展未达到顶管顶部；

步骤二：修正B_t计算公式；

根据矩形顶管滑裂线发展至矩形顶管顶部的情况改进B_t计算公式；

根据矩形顶管滑裂线发展至矩形顶管顶部的情况并不能涵盖实际矩形顶管的滑裂线发展情况进一步修正上述改进B_t计算公式；

步骤三：明确β与矩形顶管埋深的关系；

步骤四：确定改进的矩形顶管上覆土压力计算方法；

通过步骤三中的β与矩形顶管埋深的关系进一步修正步骤二中获得的改进Bt计算公式，确定改进的矩形顶管上覆土压力计算方法；

步骤五：基于步骤四中改进的矩形顶管上覆土压力计算方法，计算各模拟工况上覆土压力。

在上述技术方案中，在步骤二中，修正B_t计算公式，具体方法为：

S21：分析基于太沙基理论的规范计算公式；

F_sv＝C_jγ_sB_t   (1)

式(1)、(2)、(3)中，C_j为不开槽施工土压力系数；