隧道開(kāi)挖時(shí)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(kāi)挖不可避免地會(huì)擾動(dòng)地表土層，進(jìn)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(huì)被放大。因此，研究由于隧道開(kāi)挖造成的地表沉降對(duì)鄰近既有結(jié)構(gòu)的影響以及其他相關(guān)因素的控制問(wèn)題，成為目前青島地鐵建設(shè)迫切需要研究的問(wèn)題。
　　 本文選取地鐵隧道施工過(guò)程中存在問(wèn)題較多的既有砌體結(jié)構(gòu)為對(duì)象，通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析地表沉降監(jiān)測(cè)與結(jié)構(gòu)既有性能檢測(cè)數(shù)據(jù)的規(guī)律，希望在地鐵隧道開(kāi)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(yùn)用有限元軟件ANSYS建立模型，綜合考慮二者對(duì)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(duì)地表沉降的響應(yīng)規(guī)律，以便為施工控制和檢測(cè)防護(hù)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(duì)象，分析隧道開(kāi)挖時(shí)地表沉降與結(jié)構(gòu)沉降的實(shí)測(cè)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(diǎn)，選定適

3、合地鐵沿線砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法。根據(jù)所選方法分析本文需要的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)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(guó)內(nèi)外的試驗(yàn)分析及研究，選取與四川省建筑科學(xué)研究院的實(shí)驗(yàn)成果基本符合的單軸受壓時(shí)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(guò)對(duì)連續(xù)模型和離散模型進(jìn)行分析，選擇適合復(fù)雜砌體結(jié)構(gòu)的連續(xù)模型，同時(shí)考慮了磚和砂漿的作用及其幾何拓?fù)湫畔?，即認(rèn)為砌體是一種單相均質(zhì)且各向同性材料

4、，避開(kāi)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(diǎn);
　　 (4)通過(guò)對(duì)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(qiáng)度、磚砌體強(qiáng)度以及與隧道相對(duì)關(guān)系的變化規(guī)律。得出在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中，要對(duì)既有砌體結(jié)構(gòu)中的砂漿適當(dāng)增加測(cè)區(qū)與檢測(cè)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(guò)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(duì)實(shí)際