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深埋隧道在地表高层建筑物影响下的受力分析
| 论文题名： | 深埋隧道在地表高层建筑物影响下的受力分析 |
| 关键词： | 临近深埋隧道;横截面;受力分析;高层建筑物;基础荷载 |
| 摘要： | 新建建筑物尤其是基础荷载较大的高层建筑物会对位于其附近的已建隧道结构造成不利影响。在实际工程监测中发现，当高层建筑物的基础在土体中产生的附加荷载较大时，其临近的隧道在附加荷载影响下会沿着一定方向发生一定程度的偏移、隧道管片外表面出现一定程度的微小变形。本文从理论上分析了在高层建筑物不同基础类型作用下临近深埋隧道的横截面受力以及隧道沿着其轴线方向受弯情况。本文主要研究工作如下: (1)本文将土体简化为半无限大弹性空间体，将两种常见的建筑物基础类型（群桩基础和箱型基础）产生的荷载分布形式简化为线性分布形式，同时运用无限大空间体中作用一竖向集中力的Mindlin应力解，通过积分得到了不同建筑物基础作用在隧道周围的荷载的理论表达式。 (2)运用应力叠加原理，将隧道横截面周边受力分解为隧道四周受相同压力和只有剪力作用两种情况对隧道横截面受力进行分析:其中，在分析隧道横截面只受剪力作用时，本文将隧道和其周围土体简化为两相复合材料，运用细观力学自洽法中求解纤维状两相复合材料剪切模量提出的位移通式，通过建筑物荷载在隧道周边产生的应力边界条件和变形连续性条件，推导出了隧道横截面内的应力表达式;接着讨论了基础埋深、基础形状、基础与隧道相对距离、基础类型和衬砌厚度对横截面应力的影响;并与只有土体自重作用时隧道内横截面应力分布情况进行了对比。 (3)本文通过将沿着隧道轴线方向一定长度的隧道管线简化为无限长连续弹性地基梁，运用考虑了附近土体剪切作用的Pasternak双参数弹性地基模型和Euler-Bernoulli梁理论，对在建筑物影响下隧道沿着其轴线方向产生的竖向位移w和在隧道内部产生的弯矩M进行了理论求解;讨论了建筑物基础与隧道之间的相对距离对隧道变形和受弯的影响，并与Winkler地基模型和仅有土体自重作用时的结果进行了对比。 本文的相关理论解答一方面可以直接用于评估拟建建筑物对附近已建隧道的结构影响;同时，本文结论还可以应用于具有简单地层条件的实际工程中，对评估新建建筑物对其附近隧道的影响具有理论指导意义。 |
| 作者： | 李艳滨 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 兑关锁 |
| 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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