盾构掘进对周围土体的应力扰动范围研究全国大学生英语四六级成绩查询入口
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摘 要：盾构掘进对周围土体的扰动范围可以运用应力扰动度表示，即应力变量与原位应力的比值。现有研究认为应力扰动度仅与距隧道边缘的距离有关，应力扰动范围是一个围绕着盾构孔洞的环状区域，以距孔洞一倍盾构直径区域作为扰动范围。但土体在不同的深度处，其原位应力不同，因此应力扰动度还应与深度有相关关系。本文提出了考虑了埋深与盾构直径的等效距离，以修正应力扰动度及应力扰动范围的计算方法，修正后的盾构应力扰动范围的形状，不再是一个围绕盾构的环状区域，而是沿深度和盾构距离向外扩的椭状曲线。
关键词：盾构；应力扰动度；扰动范围
0 引言
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盾构在土体中掘进，会对周围的土体产生挤压效应，而后远离土体，又会使周围土体产生松弛效应，这两个效应都会使土体产生扰动。本文讨论的扰动主要指对前一部分，即盾构在掘进过程对土体产生的扰动。无论是泥水盾构，还是土压盾构，其掘进都对周围土体产生扰动效果。在地下工程交通大力发展的今天，盾构法也频繁地在城市轨道交通中运用。而如今城市对环境的保护要求越来越高，盾构施工所引起的周边扰动问题也日益重要。但现在对于盾构施工掘进引起的扰动范围，国内学者基于不同准则其划分方式也不同。本文在现有盾构掘进施工所引起的应力扰动范围研究的基础上，对盾构掘进施工引起的扰动范围进行进一步分析。
1 盾构施工扰动的研究现状
由于在地下施工的复杂性，在盾构施工过程中有许多因素干扰整个工程。盾构施工引起的扰动范围，基于不同准则有不同划分方式。徐永福把盾构施工引起的扰动分为两类：一类是对周围土体的应力方面的扰动；另一类是对周围土体的应变方面的扰动［1］。
rayson关于土体应力的扰动，徐永福提出了应力扰动度的概念［2］。应力扰动度R即受盾构掘进影响后土体有效应力的变化量与原位土体有效应力值的比值。其公式如下：
式中：σ1为受盾构掘进影响后土体的有效应力；σ0为原位土体有效应力值。
袁大军［3］在研究泥水盾构的扰动范围时沿用了这个概念，将其与测点到隧道边缘这个参数联系起来，建立了这两者之间的关系，提出了一个基于应力扰动度概念下的扰动范围，如式⑵：
式中：△σ为土体应力变化的最大值；σ为土体应力初始值。
此外，袁大军根据φ14.93 m泥水盾构工程测试数据分析，引入参数测点距隧道边缘距离S，提出若测点距隧道越近，则其土体应力的应力扰动度应该越大。使用指数拟合式对数据进行拟合，得到拟合式：itunes是什么
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唐益群［4］根据孔压计的测试结果，提出了在6.34 m直径盾构下，盾构侧向的扰动范围约为4 m。王志良［5］提出，用徐方京［6］的方法确定的塑性区半径，取1.2倍后可作为盾构施工引起周围土体超孔隙水压力的扰动范围，约为1倍盾构直径，并将其与自己方法计算结果做验证。
2 应力扰动范围确定方法的修正
上述拟合计算应力扰动范围的方法，简单实用，但是没有考虑到土体深度与盾构直径的因素影响。
若将盾构施工对周围的压力当成均布压力，则其周围土体的应力场应较均匀，呈近似环状扩散。而当隧道埋深足够深时，就可以近似用无限空间的圆孔扩张的解答来解决半无限空间对应的问题。即土体应力变化△σ与孔洞半径r、土体中某一点距盾构中心的距离ρ存在以下关系：
而土体的初始应力则与土体的深度H有关：
结合式⑵、⑷、⑸，则应力扰动度：
对其做指数拟合：
式⑺中的指数ρ2H/r2可作为考虑隧道埋深及直径的土体中某一点到隧道边缘的等效距离L：悲惨世界原声
式中：L的量纲为m。
根据⑺式可知，本文修正的应力扰动度，既与土体中某一点距盾构中心的距离ρ有关，也与该点的深度H有关，因此对于一个圆形盾构，按照应力扰动度划分的应力扰动区不是一个圆形的范围，而是一条沿深度和盾构距离向外扩的椭状曲线。
