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基坑开挖引起周边既有隧道变形的预测分析
| 论文题名： | 基坑开挖引起周边既有隧道变形的预测分析 |
| 关键词： | 隧道变形;围护结构;基坑开挖;小应变;刚度特性 |
| 摘要： | 随着国民经济快速发展，城市化进程不断加快，基坑工程及隧道工程也越来越普遍，基坑开挖对既有隧道的影响成为了一个必须解决的问题。邻近既有隧道的基坑开挖，由于土体卸荷作用会使隧道产生变形，当隧道变形超过安全控制值时将会对隧道的正常使用和安全运营产生影响，因此对隧道的变形控制至关重要。现有计算基坑对周围既有隧道变形影响的方法主要包括公式计算法、试验法以及数值模拟法。近年来随着计算软件地快速发展，数值模拟法由于考虑因素全面、成本低、可重复性强等特点得到了广泛的应用，同时数值模拟对参数的选取要求较高，工程实践中发现，考虑土体非线性小应变的有限元模拟可以对基坑开挖引起的隧道位移进行较精确的分析。 基坑开挖主要引起邻近一侧既有隧道的水平变形。本文以天津某邻近既有隧道的深大基坑工程实例为依托，验证了考虑土体小应变刚度特性的有限元方法的准确性。为解决工程中采用数值模拟计算时建模复杂、参数不易选取的困难，本文通过大量的二维计算模型分析邻近隧道最大水平位移与基坑开挖深度、隧道距基坑的相对位置、围护结构最大水平位移间的变形规律，最终得到适用于天津土质条件下的预测基坑开挖引起邻近一侧隧道最大水平位移的简化计算公式。通过本文提出的简化计算方法进行工程预测更加省时简便，且通过与实测数据对比，结果表明本文提出的计算公式方法可以较好地预测天津等软土地区基坑开挖引起的邻近隧道最大水平位移。 基坑开挖主要引起下卧既有隧道的隆起变形。本文在考虑土体小应变刚度特性的基础上，以郑州某工程为依托，分析了基坑开挖引起下卧隧道隆起的原因。针对围护结构变形引起的隧道隆起，通过大量的二维计算模型建立下卧隧道的隆起值与隧道距基坑的相对位置、围护结构最大水平位移间的关系。结合变形控制标准，划分了坑底既有隧道变形影响区，影响区大致可简化为直角梯形形状。根据实际工程基坑围护结构的最大变形和隧道与基坑的相对位置，可通过坑底隧道变形影响区预测围护结构变形引起的隧道隆起值。 |
| 作者： | 孙佳羽 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 郑刚;张锡治 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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