隧道掘進(jìn)對(duì)群樁影響的三維數(shù)值分析.pdf

1、當(dāng)前,在擁擠的大城市中,各種用途的隧道都得到了廣泛應(yīng)用。然而,在城市中進(jìn)行隧道開挖可能導(dǎo)致地表位移和鄰近樁基礎(chǔ)的傾斜問題。因此,對(duì)隧道開挖導(dǎo)致的土體位移、隧道開挖面穩(wěn)定性以及隧道與鄰近樁基礎(chǔ)的相互作用進(jìn)行分析顯得十分重要。為此,眾多研究通過(guò)采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、離心機(jī)試驗(yàn)和數(shù)值模擬來(lái)分析隧道-土-樁相互作用。但是,隧道-土-樁相互作用常常被簡(jiǎn)化為二維問題(即平面應(yīng)變問題),且眾學(xué)者并未深入了解并系統(tǒng)分析群樁中的荷載傳遞機(jī)制。
　　本研究采

2、用三維固結(jié)耦合有限元模型,研究了隧道開挖對(duì)既有2×2群樁的影響。各向同性模型預(yù)測(cè)的沉降槽比各向異性模型預(yù)測(cè)的沉降槽更淺更寬,因此本文采用各向異性模型建模分析。
　　模擬了在飽和硬黏土中開挖半徑為6m的隧道,同時(shí)分析了在三種不同高跨比(C/D=1.5,2.5,3.5)條件下隧道開挖對(duì)樁距為2.1m(0.35D)群樁的力學(xué)響應(yīng)。結(jié)果表明,隧道開挖面距離群樁較近時(shí)對(duì)樁的影響更大。當(dāng)隧道開挖接近群樁時(shí)對(duì)群樁的影響大于隧道開挖結(jié)束后對(duì)群樁的

3、影響。
　　隧道埋深對(duì)群樁的影響尤為重要。當(dāng)隧道深度處于群樁長(zhǎng)度的中間位置附近時(shí),可能導(dǎo)致樁產(chǎn)生最大彎矩,但此時(shí)群樁沉降量和傾斜度相對(duì)較小?；谀骋怀两禈?biāo)準(zhǔn),當(dāng)隧道高跨比C/D分別為1.5,2.5和3.5時(shí),群樁承載力的損失率分別為9.1％,23.7%和25.8%。當(dāng)隧道的高跨比為2.5時(shí),荷載在樁群中會(huì)重新分布,最大荷載出現(xiàn)在前排樁與后排樁位置,同時(shí),樁帽也會(huì)出現(xiàn)偏向隧道方向的最大傾斜度。研究發(fā)現(xiàn),隧道高跨比為2.5的情形比高跨