鄭州地鐵隧道開挖對近鄰復(fù)合樁基影響效應(yīng)數(shù)值分析.pdf

1、隨著城市地鐵建設(shè)的發(fā)展，地鐵隧道掘進(jìn)對周圍既有建筑或構(gòu)筑物的影響已成為一個(gè)基本問題。其中，地鐵隧道開挖對近鄰既有復(fù)合樁基的影響效應(yīng)是地鐵建設(shè)中必須面對的一個(gè)重要課題。由于每個(gè)地區(qū)的工程地質(zhì)條件和既有建筑環(huán)境條件的差異，其影響程度各異。本文結(jié)合鄭州工程地質(zhì)條件和既有小高層復(fù)合樁基條件，建立隧道開挖對近鄰復(fù)合樁基影響的分析計(jì)算模型，探討隧道-樁基-土體的相互作用機(jī)理，研究地鐵隧道施工對近鄰復(fù)合樁基的影響效應(yīng)。
　　 本文基于位移控制

2、有限元法的基本原理，研究了用位移控制有限元法計(jì)算隧道位移邊界條件相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法，并與其他方法進(jìn)行比較，為其后分析隧道開挖對鄰近樁基的影響提供了理論依據(jù)。在分析隧道-復(fù)合樁基-土體相互作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，建立了隧道開挖-復(fù)合樁基-土體作用的位移控制有限元法分析模型。利用ABAQUS軟件的二次開發(fā)接口，編制了樁土接觸界面Goodman單元嵌入計(jì)算程序。與其他文獻(xiàn)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，從不同方面驗(yàn)證了本文工作的正確性。最后結(jié)合鄭州土層的特點(diǎn)

3、，分別對東區(qū)和西區(qū)土層中隧道開挖對近鄰復(fù)合樁基的影響進(jìn)行了數(shù)值分析，得出了不同土質(zhì)條件下隧道開挖對復(fù)合樁基的內(nèi)力與變形的影響規(guī)律。主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)通過與其他文獻(xiàn)對比得出:位移控制有限元法在較小地層損失率下(3％以下)，能很好模擬隧道開挖與鄰近樁基相互作用的問題。
　　 (2)隧道開挖對近鄰復(fù)合樁基的影響，對于鄭州東西區(qū)的變化規(guī)律表現(xiàn)一致。但由于東區(qū)土質(zhì)較軟，樁基的內(nèi)力變化與變形量較西區(qū)更大。
　　

4、 (3)前排樁由于距隧道較近，受地層損失影響較大，其受力與變形均大于中后排樁，且各排樁沉降、水平位移和側(cè)摩阻力沿樁身變化趨勢基本相似。
　　 (4)鄭州東西區(qū)隧道開挖引起的地表沉降曲線與高斯分布曲線基本相同，但樁基上部荷載對土體沉降影響較大，使沉降槽呈現(xiàn)不對稱狀態(tài)，結(jié)果導(dǎo)致地表最大沉降點(diǎn)向無樁側(cè)移動(dòng)，該現(xiàn)象鄭州東區(qū)較西區(qū)更為明顯。
　　 (5)計(jì)算結(jié)果表明，就鄭州地區(qū)隧道開挖對近鄰樁基的受力和變形的影響而言，地層損失率的