淺埋隧道開挖與既有建筑基礎(chǔ)荷載相互影響的模型試驗和理論計算研究.pdf

1、通過模型試驗、理論分析及數(shù)值模擬，研究了淺埋隧道開挖與既有建筑基礎(chǔ)荷載的相互作用，具體的研究內(nèi)容和主要成果如下:
　　(1)建立了平面應變模型試驗系統(tǒng)，其中包括地層模型、樁基荷載模型、箱基荷載模型、淺埋隧道開挖模型和支護模型，以及樁基荷載或箱基荷載、地層壓力、地層沉降、隧道支護應變的量測裝置。①進行了一系列地層損失模型試驗，分析了地表最大沉降位移及沉降槽寬度參數(shù)與地中最大沉降位移及沉降槽寬度參數(shù)的函數(shù)關(guān)系;②針對不同水平、豎直位置

2、的既有樁基荷載進行了一系列隧道開挖模型試驗及數(shù)值模擬，分析了既有樁基荷載對鄰近淺埋隧道開挖引起地層壓力重分布、地層沉降及隧道支護內(nèi)力的影響特征，結(jié)果表明:對于樁徑和水平相對距離都相同但樁長不同的樁基荷載，樁長與隧道埋深相同時，對隧道開挖效應影響最大;對于樁徑和樁長都相同的樁基荷載，對隧道開挖效應的影響程度隨樁基中心與隧道軸線水平距離的減小而增大;當樁基中心與隧道軸線水平距離和隧道直徑比值介于0.5～4時，樁基荷載對隧道開挖效應影響較大;

3、③針對不同水平、豎向位置的既有箱基荷載進行了一系列隧道開挖模型試驗及數(shù)值模擬，結(jié)果表明:水平距離、箱基荷載都相同但埋深不同的箱基，對隧道開挖效應的影響程度隨著箱基埋深的增加而增大，當箱底埋置深度超過隧道拱頂時，對隧道開挖效應的影響程度隨箱基埋深的增加而減小;箱基埋置深度相同但水平距離不同，對隧道開挖效應的影響程度隨箱基邊緣與隧道軸線水平距離的減小而增大，當箱基邊緣與隧道軸線水平距離和隧道直徑比值介于0.5～4.0時，箱基荷載對隧道開挖效

4、應的影響較大;
　　(2)建立了地層損失的時間函數(shù)模型，結(jié)合薩格塞塔解，給出了預測淺埋隧道開挖引起地表沉降隨時間及施工參數(shù)變化的數(shù)學表達式，通過等效簡化模型，推導了隧道全斷面開挖、臺階法開挖及其它分部開挖引起地層位移的解析表達式，計算分析了自由地層及承載地層開挖速度、臺階間距、施工工序及地表沉降速度系數(shù)對地表沉降的影響特征;
　　(3)提出了建筑基礎(chǔ)荷載地層承載區(qū)的概念，推導了樁基荷載和箱基荷載地層的位移場;應用沃盧杰-布克