地鐵隧洞-樁基相互作用機制的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著我國城市軌道交通建設(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，在樁基礎(chǔ)荷載和隧道開挖的共同作用下，地層會發(fā)生應(yīng)力重分布，隧道開挖也不可避免的會產(chǎn)生地表沉降和洞頂沉降。地表及洞頂沉降過大，不僅會引起隧道結(jié)構(gòu)的變形，而且會造成隧道結(jié)構(gòu)工作能力的下降。同時在樁荷載作用下樁底和洞周圍巖會發(fā)生破壞形成塑性破壞區(qū)影響隧洞正常使用。
　　本文主要運用FALC3D軟件模擬研

2、究了樁荷載作用下不同因素對隧洞開挖過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、三臺階法和CD法三種不同開挖方式對地表、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;模擬不同樁位下隧洞開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，隨樁距隧洞中心線距離越

3、遠，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，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，隨樁距離隧洞中心線距離越遠，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，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，隨樁軸線距隧洞中心線距離越遠，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，隨樁底距隧洞洞頂距離