一種實(shí)現(xiàn)不同沉降分布保證率的地鐵隧道沉降槽生成方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，用于地鐵暗挖或盾構(gòu)隧道引起的地表沉降槽曲線的生成和預(yù)測(cè)。主要包括沉降槽曲線生成；沉降槽包絡(luò)線生成和沉降預(yù)測(cè)參數(shù)計(jì)算三部分，具體為獲取各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距隧道中線的距離，以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降值；計(jì)算回歸沉降槽曲線；給定監(jiān)測(cè)點(diǎn)的包絡(luò)比例，以回歸沉降槽曲線為基礎(chǔ)，進(jìn)行調(diào)整得到最大包絡(luò)線和最小包絡(luò)線；給定隧道直徑和埋深，計(jì)算3條曲線的最大沉降槽系數(shù)、最小沉降槽系數(shù)、回歸沉降槽系數(shù)、最大面積損失率、最小面積損失率、回歸面積損失率。本發(fā)明以實(shí)際的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，考慮沉降的概率分布，形成暗挖或盾構(gòu)隧道引起地表沉降的分布規(guī)律和分布范圍，形成分布范圍的預(yù)測(cè)參數(shù)，具有實(shí)用性強(qiáng)，使用方便，應(yīng)用前景廣闊。
【專利說明】一種實(shí)現(xiàn)不同沉降分布保證率的地鐵隧道沉降槽生成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利屬于土木工程【技術(shù)領(lǐng)域】，用于地鐵隧道施工中引起地表沉降的沉降槽 生成。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著軌道交通建設(shè)的發(fā)展，其暗挖或盾構(gòu)施工引起的地表沉降一直為工程界所關(guān) 注，而目前工程師對(duì)地表沉降的預(yù)測(cè)大多建立在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，而缺乏系統(tǒng)性和傳承 性。通過理論或數(shù)值模擬（無論是有限元、有限差分還是離散元），僅能反映出沉降分布范 圍和分布規(guī)律，對(duì)數(shù)量上的難以預(yù)測(cè)，參數(shù)調(diào)整離散度較大，最終還是歸結(jié)于經(jīng)驗(yàn)判斷。由 于巖土工程的復(fù)雜性（土體分布不均、城市道路路面結(jié)構(gòu)的影響、地下水的不確定性、環(huán)境 條件復(fù)雜、施工方法各異、施工隊(duì)伍參差不齊），通過理論分析、精確預(yù)測(cè)地表沉降值難度較 大。因此，通過對(duì)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的回歸分析，擬合預(yù)測(cè)公式和曲線分布，就成為預(yù)測(cè)地鐵暗 挖或盾構(gòu)施工引起地表沉降的實(shí)用方法。但目前該方法具體實(shí)施步驟較為繁瑣，實(shí)用性不 高，無法向工程技術(shù)人員推廣，且得到的曲線僅為一條，無法真實(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明專利的目的在于提供一種使用方便，易于操作且經(jīng)過修正并考慮沉降分布 保證率的地鐵隧道沉降槽曲線生成方法來解決上述缺點(diǎn)。具體技術(shù)方案如下：
[0004] 一、沉降槽曲線生成
[0005] (1)設(shè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并獲取各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距隧道中線的距離X，以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降值y。
[0006] (2)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（x，y)進(jìn)行回歸分析，回歸公式為In

【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)現(xiàn)不同沉降分布保證率的地鐵隧道沉降槽生成方法，其特征在于包括以下步 驟： (1) 設(shè)定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并獲取各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距隧道中線的距離X，以及監(jiān)測(cè)點(diǎn)的沉降值y ; (2) 設(shè)定暗挖隧道的隧道埋深H，隧道直徑D以及實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)的包絡(luò)比例； (3) 對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（x，y)進(jìn)行回歸分析，回歸公式為ln_y=
得到常數(shù)項(xiàng)
-7并得到曲線公式J = \meXI 其中最大沉降值^ 沉降槽寬度 a、b， *\應(yīng)-exPW， /-Ι/0Γ； (4) 計(jì)算初始最大包絡(luò)曲線只=exp
和初始最小包絡(luò)曲線 J^?mA,mexp(-其中《畫=_' ymax和3^分別為隧道中心線上方， 丄 I ^max max 即χ = 〇處的監(jiān)測(cè)點(diǎn)沉降值的最大實(shí)測(cè)值和最小實(shí)測(cè)值； (5) 計(jì)算最大包絡(luò)曲線ρα_ΛΜ'Χι：
和最小包絡(luò)曲線 7 = ?_&_ ex:
其中最小包絡(luò)線沉降槽寬度β _、最大包絡(luò)線沉降槽寬度β _ 的計(jì)算方法如下：β_、的初值均為1，對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行遍歷，將每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)距隧道中線 的距離測(cè)量值分別帶入初始最大包絡(luò)曲線和初始最小包絡(luò)曲線，分別得到兩個(gè)沉降值y'、 y"，如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的沉降值在y'、y"之間，則該監(jiān)測(cè)點(diǎn)記錄為包絡(luò)點(diǎn)，且β_、值 不變；否則，如果監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的沉降值不在y'、y"之間，則更新β_、，即將最大包絡(luò) 線沉降槽寬度增加0.01，同時(shí)最小包絡(luò)線沉降槽寬度減小0.01;監(jiān)測(cè)點(diǎn)遍歷結(jié) 束后，計(jì)算所有包絡(luò)點(diǎn)占監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量的比例，如果大于或者等于給定的包絡(luò)比例，則停止迭 代，得到β_、，否則重新迭代； (6) 計(jì)算曲線.ν=
的回歸沉降槽系數(shù)k和回歸面積損失率V，計(jì)算公 Ο ?3ΚΖ): 式為：S 和i = kH，其中D為步驟⑵設(shè)定的隧道直徑，Η為步驟⑵設(shè) max t 定的隧道埋深；計(jì)算最大包絡(luò)曲線J = e
的最大沉降槽系數(shù)匕和 最大面積損失率 '，計(jì)算公式為：
β maxi = k# ;計(jì)算最小包絡(luò)曲 線少&
1的最小沉降槽系數(shù)k2、最小面積損失率V 2，計(jì)算公式為：
(7)通過回歸沉降槽系數(shù)k、回歸面積損失率V、最大沉降槽系數(shù)匕、最小沉降槽系數(shù)k2、 最大面積損失率 '、最小面積損失率V2即可對(duì)地鐵暗挖隧道產(chǎn)生的地表沉降做出初步的預(yù) 測(cè)和評(píng)價(jià)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104295304SQ201410395859
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】張晉勛, 金淮, 張建全, 劉永勤, 張建旭, 邱德隆, 羅華麗, 張波, 梅圖術(shù), 馬骉, 周明科, 孟濤 申請(qǐng)人:北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司, 北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司