隧道掘進對群樁影響的三維數(shù)值分析.pdf

1、當前,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,在城市中進行隧道開挖可能導致地表位移和鄰近樁基礎(chǔ)的傾斜問題。因此,對隧道開挖導致的土體位移、隧道開挖面穩(wěn)定性以及隧道與鄰近樁基礎(chǔ)的相互作用進行分析顯得十分重要。為此,眾多研究通過采用現(xiàn)場監(jiān)測、離心機試驗和數(shù)值模擬來分析隧道-土-樁相互作用。但是,隧道-土-樁相互作用常常被簡化為二維問題(即平面應(yīng)變問題),且眾學者并未深入了解并系統(tǒng)分析群樁中的荷載傳遞機制。
　　本研究采

2、用三維固結(jié)耦合有限元模型,研究了隧道開挖對既有2×2群樁的影響。各向同性模型預測的沉降槽比各向異性模型預測的沉降槽更淺更寬,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)條件下隧道開挖對樁距為2.1m(0.35D)群樁的力學響應(yīng)。結(jié)果表明,隧道開挖面距離群樁較近時對樁的影響更大。當隧道開挖接近群樁時對群樁的影響大于隧道開挖結(jié)束后對群樁的

3、影響。
　　隧道埋深對群樁的影響尤為重要。當隧道深度處于群樁長度的中間位置附近時,可能導致樁產(chǎn)生最大彎矩,但此時群樁沉降量和傾斜度相對較小?；谀骋怀两禈藴?當隧道高跨比C/D分別為1.5,2.5和3.5時,群樁承載力的損失率分別為9.1％,23.7%和25.8%。當隧道的高跨比為2.5時,荷載在樁群中會重新分布,最大荷載出現(xiàn)在前排樁與后排樁位置,同時,樁帽也會出現(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