地鐵隧洞-樁基相互作用機(jī)制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市軌道交通建設(shè)的快速發(fā)展，在城市中修建淺埋地鐵隧道、公路隧道及地下通道越來(lái)越普遍。地鐵隧道往往不得不從既有結(jié)構(gòu)樁基礎(chǔ)附近穿過(guò)，在樁基礎(chǔ)荷載和隧道開(kāi)挖的共同作用下，地層會(huì)發(fā)生應(yīng)力重分布，隧道開(kāi)挖也不可避免的會(huì)產(chǎn)生地表沉降和洞頂沉降。地表及洞頂沉降過(guò)大，不僅會(huì)引起隧道結(jié)構(gòu)的變形，而且會(huì)造成隧道結(jié)構(gòu)工作能力的下降。同時(shí)在樁荷載作用下樁底和洞周圍巖會(huì)發(fā)生破壞形成塑性破壞區(qū)影響隧洞正常使用。
　　本文主要運(yùn)用FALC3D軟件模擬研

2、究了樁荷載作用下不同因素對(duì)隧洞開(kāi)挖過(guò)程中引起的沉降及破壞的影響，模擬研究不同樁位荷載作用下對(duì)隧洞洞頂、地表及樁底沉降的影響，總結(jié)由此引起的沉降規(guī)律;模擬全斷面法、三臺(tái)階法和CD法三種不同開(kāi)挖方式對(duì)地表、隧洞洞頂及樁底沉降影響，分析比較哪一種方式更具有優(yōu)勢(shì);模擬不同樁位下隧洞開(kāi)挖引起的隧洞塑性破壞，分析產(chǎn)生的塑性區(qū)域并總結(jié)規(guī)律。模擬結(jié)果如下:
　　(1)在隧洞位于樁底情況下，當(dāng)不同位置的樁離隧洞洞頂距離相同時(shí)，隨樁距隧洞中心線距離越

3、遠(yuǎn)，引起的地表沉降值越小，洞頂沉降大，樁底沉降值越小;當(dāng)樁距隧洞中心線距離相同時(shí)，隨距離隧洞洞頂距離越近，引起的地表沉降值越小，洞頂沉降越小，樁底沉降值越大。在隧洞位于樁側(cè)情況下，當(dāng)不同位置的樁離隧洞洞頂距離相同時(shí)，隨樁距離隧洞中心線距離越遠(yuǎn)，引起的地表沉降值越大，洞頂沉降越大，樁底沉降值越小;當(dāng)樁距隧洞中心線距離相同時(shí)，隨距離隧洞洞頂距離越近，引起的地表沉降值越大，洞頂沉降越大，樁底沉降值越大。在隧洞位于樁底與樁側(cè)兩種情況下，隧洞開(kāi)挖

4、引起的最大地表沉降量均發(fā)生在不同樁位的樁頂處，最大洞頂沉降量均發(fā)生在不同樁位隧洞中心線處。
　　(2)在隧洞位于樁底與樁側(cè)兩種情況下不同開(kāi)挖方式引起的地表、洞頂及樁底沉降中，三種沉降均為CD法引起的最小，三臺(tái)階法次之，全斷面法引起的最大。
　　(3)隧洞位于樁底的情況下，當(dāng)不同位置樁樁底距隧洞洞頂距離相同時(shí)，隨樁軸線距隧洞中心線距離越遠(yuǎn)，產(chǎn)生的樁底塑性區(qū)越小，洞周塑性區(qū)也越小;當(dāng)樁距隧洞中心線距離相同時(shí)，隨樁底距隧洞洞頂距離