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地铁隧道开挖对邻近建筑物群桩基础的影响分析
| 论文题名： | 地铁隧道开挖对邻近建筑物群桩基础的影响分析 |
| 关键词： | 隧道开挖;土体运动;衬砌刚度;遮拦效应;地铁隧道;群桩基础 |
| 摘要： | 为了解决地面交通的拥堵问题，我国许多城市准备或正在修建地铁隧道项目。在城市地铁隧道修建过程中，隧道开挖不可避免的引起隧道周围土体运动及临近建筑物桩基础的位移，对建筑物造成不利影响。 本文运用有限差分软件FLAC3D来研究隧道开挖过程中对邻近土体及建筑物群桩基础的影响。在数值模型中，衬砌采用线弹性材料，土体采用Mohr-Coulomb弹塑性模型，桩基础用Pile单元代替实体桩。 首先，文章分析隧道开挖而引起的隧道周围土体运动。利用经验法、解析法和数值分析软件分别计算隧道开挖后地表沉降、地表水平位移及隧道一侧土体的水平位移及竖向位移。通过对结果分析，可以得到以下结论:(1)在隧道开挖方向上对土体造成较大的影响区域大致为±2D（D为隧道直径）。(2)隧道开挖后，在土压力作用下，衬砌受力变成椭圆形，隧道侧边的衬砌变形挤压土体，使土体有背离隧道断面方向运动的趋势，导致土体水平位移相对减小。(3)增大衬砌刚度，土体地表沉降、水平位移将会减小。 其次，将桩、土体和隧道作为一个整体，运用有限差分软件FLAC3D研究隧道开挖对邻近群桩桩基础的影响，并分析隧道开挖条件下群桩的遮拦效应。通过与两阶段法得到的结果进行对比，验证数值模拟的合理性。通过对结果分析表明:(1)群桩遮拦效应随着桩间距的增加而减小，并且桩间距增大到一定程度时，可以忽略群桩遮拦效应。(2)隧道开挖对后排桩的遮拦效应影响大于对前排桩的遮拦效应影响。 最后，分析隧道开挖过程中桩身位移、桩的内力等方面的变化，研究隧道开挖对邻近桩基础的影响。同时研究隧道开挖对不同长度桩及距离隧道轴线不同桩的影响。通过数值模拟分析表明:(1)隧道开挖引起的桩身内力随着桩身增长而增大，尤其是当桩端底部超过隧道轴线时，桩身内力明显增大。(2)隧道开挖对桩基础的影响随着桩基础距隧道轴线的增加而变小。 在实际工程中，利用本文得到的结论评估隧道开挖对邻近桩基础的影响具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 郭世博 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王建国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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