隧道開挖時砌體結(jié)構(gòu)基于既有性能的響應(yīng)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(jié)構(gòu)的傾斜與變形。由于結(jié)構(gòu)的既有性能隨使用已經(jīng)存在內(nèi)部損傷，結(jié)構(gòu)因地表不均勻沉降產(chǎn)生的內(nèi)力與變形等響應(yīng)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(jié)構(gòu)的影響以及其他相關(guān)因素的控制問題，成為目前青島地鐵建設(shè)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(jié)構(gòu)為對象，通過統(tǒng)計分析地表沉降監(jiān)測與結(jié)構(gòu)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(chǔ)上，結(jié)合砌體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的影響，尋找在多因素作用下的既有砌體結(jié)構(gòu)對地表沉降的響應(yīng)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(chǔ)的砌體結(jié)構(gòu)為研究對象，分析隧道開挖時地表沉降與結(jié)構(gòu)沉降的實測數(shù)據(jù)，得出結(jié)構(gòu)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(guān)系;
　　 (2)結(jié)合青島地鐵建設(shè)工程的特點，選定適

3、合地鐵沿線砌體結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)研究院的實驗成果基本符合的單軸受壓時砌體的本構(gòu)關(guān)系;選取類似混凝土受拉本構(gòu)模型的二折線模型描述砌體結(jié)構(gòu)的受拉本構(gòu)關(guān)系;通過對連續(xù)模型和離散模型進行分析，選擇適合復(fù)雜砌體結(jié)構(gòu)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(rèn)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(jié)構(gòu)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(yīng)分析，得到結(jié)構(gòu)響應(yīng)隨砌體砂漿強度、磚砌體強度以及與隧道相對關(guān)系的變化規(guī)律。得出在現(xiàn)場檢測中，要對既有砌體結(jié)構(gòu)中的砂漿適當(dāng)增加測區(qū)與檢測指標(biāo)，以全面反映砌體結(jié)構(gòu)的抵抗變形的能力;
　　 (5)通過定性和定量的方法，分析結(jié)構(gòu)的允許差異沉降量。首先結(jié)合ANSYS應(yīng)力軸所示應(yīng)力值的大小及范圍，做出初步定性判斷;然后針對實際