地鐵隧道開挖引起的樁基變形及承載力變化研究.pdf

1、地鐵隧道開挖不可避免會引起地層移動，進而對鄰近的地下建筑物及其基礎產(chǎn)生影響，嚴重時會危及其安全。由于大部分建筑物基礎均采用樁基礎，因此研究地鐵隧道開挖引起的地層移動及對建筑物樁基的影響，對于合理評價樁基的安全狀態(tài)，指導地鐵設計、施工、災害防治具有很重要的意義。 本文利用大型數(shù)值分析軟件ANSYS建立了有限元計算模型，采用彈塑性有限元研究了地鐵隧道開挖引起的地層移動及對樁基的變形及承載力影響，主要研究成果包括： 1、采用有

2、限元軟件ANSYS模擬地鐵隧道開挖，分析了隧道開挖引起的地表沉降、地層豎向位移、水平位移變化規(guī)律，并與實測值進行對比分析，兩者變化規(guī)律一致，但計算值偏小。 2、針對不同樁長(樁端位于洞軸線以上，與洞軸線齊平，位于洞軸線以下)進行數(shù)值分析，得到了樁體水平變形規(guī)律：樁體水平變形呈“ε”形變化趨勢，樁頂、樁端、0.75倍隧道埋深處水平變形較大。當樁端位于洞軸線以上時，樁體水平變形較其它兩種情況大，處于較不安全狀態(tài)。樁體豎向變形自樁頂至

3、樁端均呈減小趨勢。 3、樁洞位置不同時，隨著樁洞間水平距離的增大，樁體水平變形逐漸減小，其中樁頂變形變化很小，樁身中部與樁端變形變化較大。當1D＜X＜1.5D(X表示樁洞間水平距離，D表示洞徑)時為變形變化劇烈區(qū)，當X＞3D時，樁體水平變形普遍較小，此區(qū)域內(nèi)樁基可基本認為處于安全區(qū)域。隨著樁洞間水平距離的增大，樁體豎向變形逐漸減小。 4、以樁頂下沉量為標準，分析了不同樁長、不同位置時隧道開挖前后樁的極限承載力變化：開挖后

4、單樁極限承載力隨著樁長的增大而增大，但比開挖前有一定程度的降低，其中L=H時單樁極限承載力變化率最大(為16.1％)，屬較危險樁長。隨著樁洞間水平距離的增大，單樁極限承載力變化值逐漸減小。 5、研究了樁體參數(shù)(樁體彈性模量和樁徑)和土體參數(shù)(粘聚力和內(nèi)摩擦角)對樁基變形的影響。數(shù)值試驗結果表明：樁體彈模和樁徑對樁體變形的影響較小，土體強度參數(shù)對樁體變形影響較大，隨著粘聚力和內(nèi)摩擦角的增大，樁體變形明顯減小，且粘聚力對樁體變形的影