ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДЛИНЫ ШАГА СМЕЖНОЙ ВЫЕМКИ НА ПРОГИБ ЩИТОВОГО ТОННЕЛЯ
ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДЛИНЫ ШАГА СМЕЖНОЙ ВЫЕМКИ НА ПРОГИБ ЩИТОВОГО ТОННЕЛЯ
DOI:
https://doi.org/10.22337/2587-9618-2026-22-1-180-191Ключевые слова:
Существующий тоннель, Прогиб щитового тоннеля, длина шага выемки, Линия 1 метрополитена Хошимина, Модель Винклера, Балка Эйлера-Бернулли, Аналитический подход, MIDAS GTSАннотация
Защита существующих подземных сооружений в городских районах от неблагоприятных воздействий, вызванных поверхностными строительными работами, является серьезной проблемой, особенно при применении метода последовательной выемки грунта открытым способом. В данной статье предлагается простой аналитический метод определения прогиба оси тоннеля, вызванного последовательной выемкой вышележащих сегментов котлована. Метод основан на выявлении изменений напряжения грунта в поперечном сечении тоннеля на каждом этапе строительства с последующим использованием аналитических методов для определения соответствующего прогиба тоннеля. Взаимодействие тоннеля с грунтом моделируется балкой Эйлера-Бернулли на упругом основании, представленном моделью Винклера. Кроме того, в статье исследуется влияние длины шагов выемки на прогиб тоннеля. Результаты показывают, что при длине шагов выемки 3,6 м, 7,2 м и 14,4 м максимальный прогиб тоннеля увеличивается на 135% и 193% соответственно. Эти результаты создают основу для оптимизации методов строительства, минимизации рисков и эффективной защиты подземных сооружений.
Библиографические ссылки
Chang C.T., Sun C.W., Duann S.W., Hwang R.N. (2001). Response of a Taipei rapid transit system (TRTS) tunnel to adjacent excavation. Tunnelling and Underground Space Technology, 16, pp. 151-158. DOI: 10.1016/S0886-7798(01)00049-9
Huang H., Huang X., Zhang D. (2014). Centrifuge modelling of deep excavation over existing tunnels. Proc. ICE-Geotech. Eng., 167, pp. 113-127. DOI: 10.1680/geng.11.00045
Ng C.W.W.N., Sheng J., Hong Y. (2013). Three-dimensional centrifuge modelling of basement excavation effects on an existing tunnel in dry sand. Can. Geotech. J., 50, pp. 874-888. DOI: 10.1139/cgj-2012-0423
Nguyen H.V., Nguyen D.D., Nguyen T.T., Le D.T. (2024). A 3D finite element analysis and field monitoring of the residual displacement of the existing TBM tunnel after underground culvert construction: a case study in Ho Chi Minh City. Proceedings of the 5th International Conference on Geotechnics for Sustainable Infrastructure Development (GEOTEC 2023), 395. https://doi.org/10.1007/978-981-99-9722-0_41.
Hung N.V., Tam N.T. (2024). Evaluate the influence of the excavation geometry of full-length construction on the longitudinal deformation of the existing tunnel when constructing the excavation using an analytical approach. Journal of Transportation Science and Technology, 13, pp. 11-23. https://www.doi.org/10.55228/JTST.13(3).24-32
Lou P., Li Y., Lu S., Xiao H., Zhang Z. (2022). Deformation and mechanical characteristics of existing foundation pit and tunnel itself caused by shield tunnel undercrossing. Symmetry, 14, 0263. https://doi.org/10.3390/sym14020263
Tam N.T., Hung N.V., Bac N.V., Tuan N.A. (2023). Deformation analysis of existing tunnel using finite element method during construction of a full-length excavation pit. Journal of Transportation Science and Technology, 12, pp. 1-9. DOI: 10.55228/JTST.12(1).1-9
Zhao X., Li Z., Dai G., Wang H., Yin Z., Cao S. (2022). Numerical study on the effect of large deep foundation excavation on underlying complex intersecting tunnels. Appl. Sci., 12, 4530. https://doi.org/10.3390/app12094530
Tao X., Luan P., Ma J., Song W. (2022). Influence of sublevel unloading excavation with deep consideration of the superposition effect on deformation of an existing tunnel under an intelligent geotechnical concept. Wireless Communications and Mobile Computing, 1400114. DOI: 10.1155/2022/1400114
Yang Z., Wang X. (2020). Influence of metro tunnel excavation on deformation of existing pedestrian underpass in Changzhou railway station platform. IEEE Access, 8, 2981343. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.2984836
iu J., Shi C., Lei M., Cao C., Lin Y. (2020). Improved analytical method for evaluating the responses of shield tunnel to adjacent excavations and its application. Tunnelling and Underground Space Technology, 98, 103339. https://doi.org/10.1016/j.tust.2020.103339
Yu J., Zhang C.R., Huang M.S. (2005). Soil–pile interaction due to tunnelling: comparison between Winkler and elastic continuum solutions. Geotechnique, 55, pp. 461-466. DOI: 10.1680/geot.2005.55.10.713
Yu J., Zahng C., Hang M. (2013). Soil–pipe interaction due to tunnelling: assessment of Winkler modulus for underground pipelines. Computers and Geotechnics, 55, pp. 17-28. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2012.12.005
Nguyen T.T., Nguyen V.H. (2024). Analytical approach to determine longitudinal deformation of the existing precast tunnel during construction of a full-length excavation pit. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 20, pp. 46-56. https://doi.org/10.22337/2587-9618-2024-20-1-46-56
Liao S.M., Peng F.L., Shen S.L. (2008). Analysis of shearing effect on tunnel induced by load transfer along longitudinal direction. Tunnelling and Underground Space Technology, 23, pp. 421-430. DOI:10.1016/j.tust.2007.07.001
Zhuang X., Ou X., Fu J. (2017). Deformation response of an existing tunnel to upper excavation of foundation pit and associated dewatering. Int. J. Geomech., 17, 04016112. DOI: 10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000814
Zhang Z., Huang M., Wang W. (2013). Evaluation of deformation response for adjacent tunnels due to soil unloading in excavation engineering. Tunnelling and Underground Space Technology, 38, pp. 244-253. https://doi.org/10.1016/j.tust.2013.07.002
Verruijt A. (2009). An introduction to soil dynamics. Delft University of Technology.
Attewell P.B., Yeates J., Selby A.R. (1987). Soil movements induced by tunnelling and their effects on pipelines and structures. Chapman & Hall.
Vesic A.B. (1961). Bending of beams resting on isotropic elastic solids. Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE, 87, pp. 35-53.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 International Journal for Computational Civil and Structural Engineering
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-ShareAlike» («Атрибуция — Некоммерческое использование — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.
