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隧道施工对建筑物变形影响及控制分析研究
| 论文题名： | 隧道施工对建筑物变形影响及控制分析研究 |
| 关键词： | 地铁施工;既有建筑物;变形控制;工程模拟;地表沉降 |
| 摘要： | 为缓解大城市交通压力，不仅在北京、上海和广州，而且全国其他几十个城市都在修建或运营地铁。城市地铁施工环境比较复杂，施工时难免穿越既有建筑物。地铁施工会造成土体损失，使得作用在建筑物基础上的内力变化及建筑物变形。引起建筑物变形主要因素有土层、隧道自身、建筑物自身等。本文结合Midas/GTS岩土与隧道有限元分析软件模拟单洞开挖及北京地铁十四号线部分风险源统计，计算分析了不同变量因素时地表沉降值，得出了以下结论: (1)通过模型计算对比地表沉降值，Midas/GTS有限元软件与隧道分析常用的Peck经验公式计算地表沉降值的一致性，因此Midas/GTS软件可以替代Peck经验公式用于隧道施工模拟计算。 (2)隧道施工时，建筑物基础邻近隧洞的一侧承载力减小，得出地铁隧洞施工影响建筑物机理是由于隧道开挖造成土体损失，使得靠近隧道的基础侧土体有“脱离”趋势，建筑物自身受力不再平衡而变形。 (3)土的弹性模量的增加会使沉降值成倍的减小，弹性模量是最主要、敏感的影响因素。很多工程事故的发生是由水的存在造成的，水使得土体的弹性模量等参数发生变化。 (4)随拱顶与地表距离的增加，沉降槽越来越宽，即沉降范围越来越大，隆起区越来越小，最大沉降值减小。北京修建地铁仅从控制造价和周围变形考虑，合理埋深控制值H/D应为2～3。 (5)建筑物在隧道正上方时，隧道施工会引起建筑物均匀沉降。随着d（隧洞与建筑物水平距离）的增加，其最大差异沉降逐渐减小，平均沉降量也呈减小趋势。在当d大于或等于3D(隧洞直径)时，建筑物的差异沉降值基本上趋于稳定，即建筑物位于地表不同曲率值位置时，其变形不同。 (6)不同的隧道断面形式对地表沉降影响不同，正方形隧洞的地表沉降值是圆形隧道的2倍。拱顶沉降值隧截面积增大亦增大，洞径由6m增加1.3倍到8m，地表沉降值增大3倍;洞径增加1.6倍到10m，地表沉降值增加到近6倍。 (7)框架结构与砌体结构建筑物承受变形不同。搜集整理了北京地铁十四号线穿越部分风险源评估统计及规范要求，得出了北京地铁施工时影响建筑物变形值。 |
| 作者： | 王凯旋 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 崔江余 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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