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盾构隧道施工打破原状土的平衡,改变了土体的应力状态,造成地表结构变形,包括横向变形和纵向沉降。横向变形使得隧道横切面呈现椭圆形而非标准的圆形截面;纵向产生地表沉降会引发隧道衬砌破损、开裂等问题。从盾构隧道的走向上看,隧道沿其轴向为细长结构,柔性较大,因此研究盾构地施工表纵向沉降问题更有参考价值。本文基于三参量黏弹性模型和改进的三参量黏弹性损伤模型,对盾构隧道施工引起地表纵向沉降及其比例关系进行黏弹性分析。综合考虑了不同覆土深度、不同黏弹性系数等因素对于纵向沉降的影响。并结合现场地表沉降实测数据,验证了理论计算结果的准确性。(1)基于Mindlin弹性解,采用三参量黏弹性模型,利用Laplace变换和逆变换推导了土体自重应力、正面附加推力、盾壳与周围土体之间的摩擦力引起的地表纵向沉降的位移解,分析了引起地表纵向沉降各个因素占地表沉降的比例关系,对于更好地确定地表纵向沉降因素的组成比例有较好的参考价值,且可为有效预测和控制地表沉降提供理论依据。(2)在其它因素确定的基础之上,引入时间和距离变量,构造三维沉降曲线图,便于更好地了解各个阶段各个时间综合作用的沉降值。计算结果表明,盾构推进正面附加推力引起的纵向沉降较小,而盾壳与周围土体的摩擦力引起的沉降占纵向沉降的绝大部分。在考虑土体黏弹性的情况下,地表纵向沉降约占总体沉降的37%。研究成果对于盾构隧道施工的沉降控制具有一定的应用价值。(3)考虑盾构施工引起的土体损伤,在土体黏弹性模型的基础之上引入损伤变量,分析了不同覆土深度和三参量黏弹性损伤模型各个参量变化对于地表沉降的影响,由此给出了弹性损伤和蠕变损伤对于地表沉降值变化规律。在考虑土体损伤的情况下,地表纵向沉降约占地表沉降的39%。相对于黏弹性的占比关系,考虑更加全面,计算更加精准。