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[1]王慧,肖尊群*,罗科奇,等.竖向曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算 [J].武汉工程大学学报,2025,47(06):698-705.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304026]
　WANG Hui,XIAO Zunqun*,LUO Keqi,et al. Calculation of surface settlement caused by vertical curved shield tunnel excavation [J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2025,47(06):698-705.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304026]
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竖向曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
47
期数:
2025年06期
页码:
698-705
栏目:
智能制造
出版日期:
2025-12-31

文章信息/Info

Title:
Calculation of surface settlement caused by vertical curved shield tunnel excavation
文章编号:
TU43
作者:
王慧1; 肖尊群*1; 罗科奇1; 许彩云2; 石银磊1; 郑月鹏1; 李浦宇1; 邓名慧1
1. 武汉工程大学兴发矿业学院，湖北 武汉 430074；
2. 武汉工程大学邮电与信息工程学院，湖北 武汉 430074
Author(s):
1. Xingfa School of Mining Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China；
2. College of Post and Telecommunication of WIT，Wuhan 430074，China
关键词:
盾构施工; 明德林解; 转弯角度; 地表变形
Keywords:
shield construction;  Mindlin solution;  turning angle;  surface deformation
分类号:
1674 - 2869（2025）06 - 0698 - 08
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.202304026
文献标志码:
A
摘要:
大直径竖向曲线盾构施工引起的地表土体变形规律复杂，目前缺少相关的预测解析计算公式。考虑竖向曲线盾构转弯方向与转弯角度，基于Mindlin解推导竖向曲线盾构施工引起的地表变形计算公式，结合工程实例进行计算，并对施工引起的地表变形影响因素进行分析。研究表明：地表沉降受地层损失的影响最大。各荷载以及地层损失引起的横向地表变化曲线均在隧道中心线处沉降最大。隧道轴线处纵向地表变形曲线中开挖面附加推力与盾壳摩阻力引起的地表变形呈反对称分布，盾尾注浆压力在注浆处隆起值最大，向两边逐渐减小。总地表竖向变形在刀盘前方呈现隆起，在刀盘后开始加速沉降，在刀盘后方20 m左右沉降开始放缓，随后曲线逐渐平稳。推力差异系数和摩阻力差异系数大小均与地表沉降值成正相关，曲线半径大小与地表沉降值成负相关。
Abstract:
The deformation law of the soil surface caused by large-diameter vertical curved shield construction is complex， and there is a lack of relevant predictive analytical calculation formulas. Considering the turning direction and angle of the vertical curved shield， the calculation formula of surface deformation caused by vertical curved shield construction was derived based on the Mindlin solution. Combined with engineering examples， the influencing factors of surface deformation caused by construction were analyzed. The results showed that the surface subsidence is mostly affected by the formation loss. The transverse surface change curves caused by each load and stratum loss all have the largest settlement at the center line of the tunnel. In the longitudinal surface deformation curve of the tunnel axis， the surface deformation caused by the additional thrust of the excavation face and the friction force of the shield shell presents an antisymmetric distribution. The grouting pressure of the shield tail reaches the maximum uplift value at the grouting point and gradually decreases to both sides. The total surface vertical deformation presents a bulge in front of the cutter head， and the settlement begins to accelerate after the cutter head， and the settlement begins to slow down about 20 m behind the cutter head， and then the curve becomes stable gradually. The difference coefficients of thrust and friction resistance are proportional to the surface settlement value， and the radius of the curve is inversely proportional to the surface settlement value.

参考文献/References:

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相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2023-04-18
基金项目：国家自然科学基金 （51804222）
作者简介：王 慧，硕士研究生。Email：1814232995@qq.com
*通信作者：肖尊群，博士，副教授。Email：13020101@wit.edu.cn
更新日期/Last Update: 2026-01-06