(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111294951.0 (22)申请日 2021.11.03 (66)本国优先权数据 202110858518.9 2021.07.28 CN (71)申请人 浙江大学 地址 310000 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 申请人 中国电建集团华 东勘测设计 研究院 有限公司 　 宏润建设集团有限公司 (72)发明人 徐日庆　程康　闫自海　严佳佳　 陈文祥　朱建才　鞠露莹　丁盼　 朱黄鼎　(74)专利代理 机构 杭州天昊专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33283 代理人 何碧珩　卓彩霞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基坑开挖引 发下卧地铁隧道纵向最大 位移的计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种基坑开挖引 发下卧地铁 隧道纵向最大位移的计算方法， 本发 明采用可考 虑基坑卸载特性以及土体小应变硬化特性的HSS 本构模型模拟地基土的变形行为， 并将预测值和 实测值对比校核、 误差查找、 参数优化， 使得所建 立的三维有限元模型可以较好的反应 真实情况。 本发明能够提前预测基坑开挖过程中的下卧地 铁隧道纵向最大位移发展趋势， 并可进一步采取 有针对的变形控制措施。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 114218816 A 2022.03.22 CN 114218816 A 1.一种基坑开挖引发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法， 其特征是， 包括以下步 骤： (1)采集施工现场工程资料， 所述工程资料包括场地土层物理力学参数、 基坑开挖的 长、 宽、 深、 隧道埋深、 隧道几何物理参数以及施工过程中的地表沉降控制标准和隧道位移 控制标准； (2)建立基坑 开挖卸荷引发下卧地铁隧道竖向变形的三维有限元计算模型； (3)将步骤(2)得到的三维有限元模拟结果即预测值与实测值进行对比， 当预测值f和 实测值F吻合较好， 则说明三 维有限元计算模型的正确性； 否则， 寻找误差原因， 根据 原因进 一步修正输入参数， 直至三维有限元的预测值f与隧道实测F吻合良好； (4)在上述三维有限元计算模型已经被验证的基础上， 根据隧道埋深以及基坑 ‑隧道不 同空间位置 工况下， 计算隧道纵向最大变形值f； 隧道纵向最大变形值f的简化计算公式为： 其中， f为隧道的最大变形值， h为隧道埋深， 单位为米； L为基坑的长度， B为基坑的宽 度， d为基坑的深度， β 为隧道 ‑基坑交角。 2.根据权利要求1所述的一种基坑开挖引发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法， 其特征是， 步骤(2)中， 利用有限元软件PLAXIS3D建立基坑开挖卸荷引发下卧地铁隧道纵向 变形的三维有限元计算模型。 3.根据权利要求2所述的一种基坑开挖引发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法， 其特征是， 步骤(2)中， 采用基坑开挖卸荷特性以及土体小应变硬化特性的HSS本构模型模 拟地基土的变形 行为， 并进一 步建立三维有限元计算模型。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114218816 A 2一种基坑开挖引 发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方 法 技术领域 [0001]本发明具体涉及一种基坑 开挖引发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法。 背景技术 [0002]基坑是在基础设计位置按基底标高和基础平面尺寸所开挖的土坑。 开挖前应根据 地质水文资料， 结合现场附近建筑物情况， 决定开挖方案， 并作好防水排水工作。 [0003]随着社会的发展， 地铁越来越多， 地铁隧道保护范围内的基坑工程也越来越多。 目 前国内外出现基坑与地铁相邻的施工实例越来越多， 但是， 地铁隧道上方的基坑工程施工 实践则相对很少。 [0004]地铁隧道上方的基坑工程是高风险性工程， 基坑开挖会引起下方 隧道变形， 从而 会出现地铁隧道变形的情况， 而地铁隧道容许变形极其严格， 因此， 提供一种基坑开挖引发 下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法具有重要意 义。 [0005]现有技术中， 基坑开挖情况下， 计算下卧地铁隧道纵向最大位移的方法有很多， 比 如， 现场实测法(理论性差、 规律性差， 误差大)、 理论计算法(理论上较完善， 但是理论推导 所依赖的假设难以符合现场实测， 同时计算复杂， 不易被一线从业人员掌握)。 因此提供一 种基坑开挖引发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法是非常必要的。 发明内容 [0006]针对上述情况， 为克服现有技术的缺陷， 本发明提供一种基坑开挖引发下卧地铁 隧道纵向最大位移的计算方法。 [0007]为了实现上述目的， 本发明提供以下技 术方案： [0008]一种基坑 开挖引发下卧地铁隧道纵向最大位移的计算方法， 包括以下步骤： [0009](1)采集施工现场工程资料， 所述工程资料包括场地土层物理力学参数、 基坑开挖 的长、 宽、 深、 隧道埋深、 隧道几何物理参数以及施工过程中的地表沉降控制标准和隧道位 移控制标准； [0010](2)建立基坑 开挖卸荷引发下卧地铁隧道竖向变形的三维有限元计算模型； [0011](3)将步骤(2)得到的三维有限元模拟结果即预测值与实测值进行对比， 当预测值 f和实测值F吻合较好， 则说明三维有限元计算模型的正确性； 否则， 寻找误差原因， 根据原 因进一步修正输入参数， 直至三维有限元的预测值f与隧道实测F吻合良好； [0012](4)在上述三维有限元计算模型已经被验证的基础上， 根据隧道埋深以及基坑 ‑隧 道不同空间位置工况下， 计算隧道纵向最大变形值f； 隧道纵向最大变形值f的简化计算公 式为： [0013] [0014]其中， f为隧道的最大变形值， h为隧道埋深， 单位为m(米)； L为基坑的长度， B为基 坑的宽度， d为基坑的深度， β 为隧道 ‑基坑交角。说　明　书 1/5 页 3 CN 114218816 A 3