预测隧道冻结施工期间地面隆起 /MetaGeo
APA 格式引文：
研究亮点
● 时变逆Peck公式创新：通过建立时变逆Peck公式，成功预测隧道冻结施工中引起的地面隆起变形。该公式扩展了经典Peck公式的应用范围，在冻结地层的施工场景中展示了其优越性和可靠性。
● 地面隆起变形的高精度预测：使用逆Peck公式预测的最大隆起变形与实测数据高度一致，精度明显优于随机介质理论，表明该公式在冻结地层中的应用具有显著的优势，尤其是在复杂地质条件下。
摘要：Peck公式广泛应用于预测常规隧道开挖过程中的地面沉降。然而，在隧道人工冻结施工中，预测地面隆起仍然是一项挑战。本研究通过创造性地逆转Peck公式，引入了一种突破性的预测方法——时变逆Peck公式。
本文采用了创新的数学模型和分析方法，主要包括逆Peck公式的构建、与平面冻结理论的结合，以及对地层冻胀体积的时变量化。研究通过将这些模型与实测数据结合，进一步利用极大似然估计法对冻胀丘宽度进行了精确估算。该方法有效克服了传统模型在预测冻结施工引起地面隆起时的局限性，显著提升了预测的准确性和简便性。
通过与实际工程监测数据和基于随机介质理论的计算结果的详尽对比分析，验证了这种创新方法的稳健性和可靠性。结果表明，所提出的逆Peck公式具有明确的清晰性和实用性，更接近地面隆起的实测数据，优于随机介质理论的预测性能。这项研究为人工冻结技术条件下，预测隧道施工中地面隆起变形提供了一种新颖的理论模型和有前景的预测工具。
背景：本文聚焦于隧道施工中常见的地面隆起问题，尤其是在使用人工冻结技术时引起的复杂工程地质现象。传统的Peck公式通常应用于预测隧道开挖过程中地表沉降，但面对冻结施工引起的地面隆起，已超出其能力范围。
科学问题： 文章详细探索了以下几个核心科学问题：
逆Peck公式的理论构建：如何有效逆转Peck公式并将其应用于冻结施工引起的地面隆起预测中？
冻胀体积的量化：如何在考虑地层约束条件下，通过时变模型精确量化冻胀体积，并进一步推导地面隆起量？
模型验证：如何通过极大似然估计和反分析等技术，验证所提出模型的可靠性和准确性，并与传统的随机介质理论进行对比分析。
方法： 本文采用了创新的数学模型和分析方法，主要包括逆Peck公式的构建、与平面冻结理论的结合，以及对地层冻胀体积的时变量化。通过将这些模型与实测数据相结合，研究进一步通过极大似然估计对冻胀丘宽度进行精确估算。这一方法有效克服了传统模型在预测冻结施工引起的地面隆起方面的局限性，显著提高了预测的准确性和简便性。
结果与结论：研究结果表明，本文提出的时变逆Peck公式在地面隆起预测中表现出显著的优势。与随机介质理论的预测结果相比，逆Peck公式更接近实测数据，尤其是在最大隆起变形的预测精度方面，表现出色。此外，研究还表明，冻胀丘的宽度对预测地面隆起的准确性有重要影响，通过最大似然估计进行的精确估算，进一步增强了模型的实用性和可信度。
时变逆Peck公式为解决隧道冻结施工中地面隆起预测难题提供了一种新颖而有效的方法。该公式在实际工程中的应用潜力巨大，尤其是在工程地质条件复杂的情况下，具有显著的实用价值。未来可能的研究方向是考虑不同地质条件和施工环境下模型的适应性，进一步完善该方法的通用性。
图文赏析：
图1. 经典Peck概念模型及沉降曲线。
图2. 逆Peck概念模型及隆起曲线。
要点问答
原文请查阅 Tunnelling and Underground Space Technology。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.tust.2024.106015
主要作者简介
第一作者：
Bao Chen (陈宝)
中国地质大学（武汉）
陈宝，男，安徽六安人，中国地质大学(武汉)土木工程专业博士研究生在读，主要从事人工冻结技术和冻土路基可靠性等方面的研究。参与了国家自然科学基金及多项横向课题，主持了甘肃省优秀研究生 “创新之星”项目，发表SCI论文1篇，中文论文1篇，登记软件著作权2项。在校期间获得硕士研究生国家奖学金，荣获“优秀学生干部”称号。
Email: cechenbao@163.com
Homepage: https://orcid.org/0000-0001-8654-193X
通讯作者：
中国地质大学（武汉）
Email: liuxiao@cug.edu.cn
Homepage: https://orcid.org/0000-0002-0919-4820
■ QJEGH主编专访：Cherith Moses教授谈分享案例研究的重要性
■ 开放征文（Thematic Collections）：迈向最先进的边坡和滑坡分析：从稳定性到可靠性，再到韧性
■ 专题论文集（Thematic Collections）：工程地质学和水文地质学的可持续性
■ 专题论文集（Thematic Collections）：用于地球和其他行星现场调查的遥感技术
■ 专题征文（Thematic Collections）：人类世的工程地质与水文地质
■ 专题征文（Thematic Collections）：可再生能源、替代能源和新能源生产、储存和供应中的工程地质和水文地质
■ 专题论文集（Thematic Collections）：砂岩水文地质（Hydrogeology of Sandstone）
■ 第18届Glossop讲座：地面变异与风险：我们的脚下是如何变得“出乎意料”的？
■ 第21届Glossop讲座：工程地质学与地球科学时间机器
2023-2024年（第56-57卷）
■ QJEGH 目录：2023年第1期（Volume 56, Issue 1, February 2023）
■ QJEGH 目录：2023年第2期（Volume 56, Issue 2, May 2023）
■ QJEGH 目录：2023年第3期（Volume 56, Issue 3, August 2023）
