三維有限元分析方法評估隧道開挖對建筑結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、隨著城市的快速發(fā)展，在建設(shè)地下軌道方面，隧道開挖所引起的地表沉降對周邊結(jié)構(gòu)的影響的評估成為很關(guān)鍵的一個分支。本文的目的主要是通過使用三維有限元方法，評估盾構(gòu)隧道開挖對地表沉降以及地表運(yùn)動所帶來的地面建筑結(jié)構(gòu)變形的影響。
　　為了達(dá)到這一目的，在理論方面，主要根據(jù)英國教授Potts和Zdravkovic提出的有限元分析方法;在研究對象方面，針對無建筑情況和地表建有混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑的情況分別進(jìn)行考慮;在軟件應(yīng)用方面，主要采用ABAQ

2、US/CAE對上述兩種研究對象情況分別進(jìn)行三維有限元模擬分析。首先，基于本論文的工程背景選取適合的參數(shù)與幾何尺寸，建立三維有限元模型;之后，以無建筑存在條件和有建筑存在條件這兩種情況為研究對象進(jìn)行軟件模擬分析并考慮不同的參數(shù)，包括隧道襯砌剛度的大小、地表建筑結(jié)構(gòu)剛度的大小、建筑偏心距與寬度之比e/B，并與現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)和相關(guān)設(shè)計(jì)曲線進(jìn)行比較。通過分析和比較可知，無建筑條件下，隨著開挖深度的增加，地表在橫斷面和縱斷面處的沉降逐漸增大，且襯砌

3、剛度越小，地表沉降值越大;有建筑條件下，當(dāng)偏心距e=0、不同樓層建筑時，建筑的結(jié)構(gòu)剛度越大（即樓層越高），其對松弛區(qū)和拱區(qū)的建筑位移約束越強(qiáng)，當(dāng)樓層不變、e/B不同時，e/B越大，松弛區(qū)建筑的位移越小，而拱區(qū)建筑的位移越大。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于:
　　1、本文采用“相對剛度法”來等效模擬實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)，這樣做的優(yōu)點(diǎn)在于采用三維殼單元來等效替代建筑，通過輸入不同的參數(shù)來等效替代不同樓層，節(jié)省了大量的時間和計(jì)算存儲空間;