类矩形盾构穿越既有隧道引起土体沉降的模型试验研究

类矩形盾构邻近既有隧道施工的土体变形控制是今后隧道工程要面对的难题，但目前该方面的研究较少。通过开展室内缩尺寸模型试验模拟类矩形盾构邻近既有隧道施工，探究了新旧隧道不同间距以及正交、斜交、重叠、夹穿等工况下由于土体损失导致的地表和深层土体纵向变形情况；对Peck公式进行了拓展，将无既有隧道沉降值与既有隧道造成土体二次扰动沉降值叠加得到适用于类矩形盾构穿越既有隧道的地表沉降计算方法。研究结果表明：随着新建隧道的施工，地表沉降逐渐增大，最后趋于稳定；地表沉降与深层土体沉降趋势基本一致，深层土体沉降值大于地表沉降；相比正交、斜交工况，重叠工况对地表沉降影响最大，其最大沉降值比其余2组最大沉降值大1倍；斜交工况与正交工况地表沉降最大值基本相同，但斜交工况沉降槽形状为W形，正交为V形，斜交工况沉降槽宽度大于正交工况，说明对土体的影响范围更大；重叠工况由于隧道自重造成的地表沉降的效果远比遮拦效应大；对比并择优了能够计算类矩形盾构施工造成的沉降槽宽度的方法，理论计算结果与实测数据基本吻合；Peck公式适用于既有隧道造成土体二次扰动的地表沉降计算。