淺埋隧道開挖與既有建筑基礎(chǔ)荷載相互影響的模型試驗(yàn)和理論計(jì)算研究.pdf

1、通過模型試驗(yàn)、理論分析及數(shù)值模擬，研究了淺埋隧道開挖與既有建筑基礎(chǔ)荷載的相互作用，具體的研究內(nèi)容和主要成果如下:
　　(1)建立了平面應(yīng)變模型試驗(yàn)系統(tǒng)，其中包括地層模型、樁基荷載模型、箱基荷載模型、淺埋隧道開挖模型和支護(hù)模型，以及樁基荷載或箱基荷載、地層壓力、地層沉降、隧道支護(hù)應(yīng)變的量測(cè)裝置。①進(jìn)行了一系列地層損失模型試驗(yàn)，分析了地表最大沉降位移及沉降槽寬度參數(shù)與地中最大沉降位移及沉降槽寬度參數(shù)的函數(shù)關(guān)系;②針對(duì)不同水平、豎直位置

2、的既有樁基荷載進(jìn)行了一系列隧道開挖模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬，分析了既有樁基荷載對(duì)鄰近淺埋隧道開挖引起地層壓力重分布、地層沉降及隧道支護(hù)內(nèi)力的影響特征，結(jié)果表明:對(duì)于樁徑和水平相對(duì)距離都相同但樁長不同的樁基荷載，樁長與隧道埋深相同時(shí)，對(duì)隧道開挖效應(yīng)影響最大;對(duì)于樁徑和樁長都相同的樁基荷載，對(duì)隧道開挖效應(yīng)的影響程度隨樁基中心與隧道軸線水平距離的減小而增大;當(dāng)樁基中心與隧道軸線水平距離和隧道直徑比值介于0.5～4時(shí)，樁基荷載對(duì)隧道開挖效應(yīng)影響較大;

3、③針對(duì)不同水平、豎向位置的既有箱基荷載進(jìn)行了一系列隧道開挖模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬，結(jié)果表明:水平距離、箱基荷載都相同但埋深不同的箱基，對(duì)隧道開挖效應(yīng)的影響程度隨著箱基埋深的增加而增大，當(dāng)箱底埋置深度超過隧道拱頂時(shí)，對(duì)隧道開挖效應(yīng)的影響程度隨箱基埋深的增加而減小;箱基埋置深度相同但水平距離不同，對(duì)隧道開挖效應(yīng)的影響程度隨箱基邊緣與隧道軸線水平距離的減小而增大，當(dāng)箱基邊緣與隧道軸線水平距離和隧道直徑比值介于0.5～4.0時(shí)，箱基荷載對(duì)隧道開挖效

4、應(yīng)的影響較大;
　　(2)建立了地層損失的時(shí)間函數(shù)模型，結(jié)合薩格塞塔解，給出了預(yù)測(cè)淺埋隧道開挖引起地表沉降隨時(shí)間及施工參數(shù)變化的數(shù)學(xué)表達(dá)式，通過等效簡化模型，推導(dǎo)了隧道全斷面開挖、臺(tái)階法開挖及其它分部開挖引起地層位移的解析表達(dá)式，計(jì)算分析了自由地層及承載地層開挖速度、臺(tái)階間距、施工工序及地表沉降速度系數(shù)對(duì)地表沉降的影響特征;
　　(3)提出了建筑基礎(chǔ)荷載地層承載區(qū)的概念，推導(dǎo)了樁基荷載和箱基荷載地層的位移場(chǎng);應(yīng)用沃盧杰-布克