隧道開挖時砌體結構基于既有性能的響應研究.pdf

1、地鐵隧道開挖不可避免地會擾動地表土層，進而引起鄰近結構的傾斜與變形。由于結構的既有性能隨使用已經(jīng)存在內(nèi)部損傷，結構因地表不均勻沉降產(chǎn)生的內(nèi)力與變形等響應還會被放大。因此，研究由于隧道開挖造成的地表沉降對鄰近既有結構的影響以及其他相關因素的控制問題，成為目前青島地鐵建設迫切需要研究的問題。
　　 本文選取地鐵隧道施工過程中存在問題較多的既有砌體結構為對象，通過統(tǒng)計分析地表沉降監(jiān)測與結構既有性能檢測數(shù)據(jù)的規(guī)律，希望在地鐵隧道開挖引起

2、的地表沉降基礎上，結合砌體結構既有的性能參數(shù)，運用有限元軟件ANSYS建立模型，綜合考慮二者對結構的影響，尋找在多因素作用下的既有砌體結構對地表沉降的響應規(guī)律，以便為施工控制和檢測防護提供依據(jù)。主要內(nèi)容如下:
　　 (1)以條形基礎的砌體結構為研究對象，分析隧道開挖時地表沉降與結構沉降的實測數(shù)據(jù)，得出結構沉降與地表沉降的規(guī)律基本一致，并且二者的最大沉降值存在一定的比例關系;
　　 (2)結合青島地鐵建設工程的特點，選定適

3、合地鐵沿線砌體結構的檢測方法。根據(jù)所選方法分析本文需要的現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，確定砌體結構的主要既有性能參數(shù);
　　 (3)綜合比較國內(nèi)外的試驗分析及研究，選取與四川省建筑科學研究院的實驗成果基本符合的單軸受壓時砌體的本構關系;選取類似混凝土受拉本構模型的二折線模型描述砌體結構的受拉本構關系;通過對連續(xù)模型和離散模型進行分析，選擇適合復雜砌體結構的連續(xù)模型，同時考慮了磚和砂漿的作用及其幾何拓撲信息，即認為砌體是一種單相均質(zhì)且各向同性材料

4、，避開離散模型將砌體結構中的砂漿和塊材分別考慮成不同單元的難點;
　　 (4)通過對縱墻模型的內(nèi)力及變形響應分析，得到結構響應隨砌體砂漿強度、磚砌體強度以及與隧道相對關系的變化規(guī)律。得出在現(xiàn)場檢測中，要對既有砌體結構中的砂漿適當增加測區(qū)與檢測指標，以全面反映砌體結構的抵抗變形的能力;
　　 (5)通過定性和定量的方法，分析結構的允許差異沉降量。首先結合ANSYS應力軸所示應力值的大小及范圍，做出初步定性判斷;然后針對實際