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隧道开挖引起的地层损失对静压桩端承力影响的理论与数值模拟分析
| 论文题名： | 隧道开挖引起的地层损失对静压桩端承力影响的理论与数值模拟分析 |
| 关键词： | 隧道施工;开挖过程;静压桩;承载力 |
| 摘要： | 本文研究了城市地区隧道与现有桩基之间的相互作用。文章采用了空洞理论和有限元理论进行了分析。 文章提出了一种利用圆孔扩张理论估算静压桩承载力的方法，并对相关机理进行了说明。对模型参数进行了研究，以评估其对桩端承载力的影响。结果表明，静压桩的安装会对地层初始压力产生影响，且随着与桩端弹塑性界面距离的增大而减小，并且桩端承载力的增加与土壤的粘聚力、摩擦角和密度有关。提出了一种利用简化空腔收缩理论估算隧道桩端损失量对桩端承载力影响的方法，并对相关机理进行了说明。对桩-隧之间的相互作用进行了参数分析，结果表明，根据隧道与桩端的相对位置，隧道体积的损失可以造成桩端承载力的提高或减小。 采用PLAXIS进行了二维数值模拟分析。重点分析了隧道开挖对现有静压桩的土体运动和应力的影响，并与分析结果进行了比较。隧道会造成桩端压力和拉力的减小，这取决于桩基础相对于影响区的位置。对于位于影响范围内的桩基础，桩主要受拉力，这是由于桩与周围土体之间的相对运动引起的。空腔理论和有限元分析都表明当有限元分析中Xtp＞12.5m或者空腔理论Xtp＞11m时，拉应力会增加。随着隧道与桩的分离导致的压应力的发展规律也验证了这两种分析结果。压缩力通常要比极限承载力小。对地层深度的研究结果也表明，随着深度的增加qb,vl/qb的值也在增加。深度也会影响各向同性围岩的压力。可以采用一个关于围压的函数对地层摩擦角和膨胀角进行分析。对于工况3，这两种方法（空腔理论和有限元法）也都验证了隧道的大小对桩端承载力的影响，qb,vl/qb的数值随着隧道半径的增大而减小，隧道的半径也会影响围岩扰动区的大小（随着隧道半径增大而增大）。 |
| 作者： | Shema Jean de Dieu |
| 专业： | Civil Engineering |
| 导师： | Xiang Yanyong |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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