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新建隧道下穿门型桩基安全性分析
| 论文题名： | 新建隧道下穿门型桩基安全性分析 |
| 关键词： | 新建隧道;门型桩基;变形规律;加固措施;有限元模拟 |
| 摘要： | 在城市轨道交通中，经常要穿越建筑物、市政道路和桥梁。此现象会引起桥梁结构产生裂缝、承载力下降，极可能严重影响桥梁的运营，缩短桥梁的服役寿命，严重时将危及人们的生命财产安全。故本文以重庆某地铁隧道下穿门型桩基工程为研究背景，采用理论分析和开展数值模拟的方法对新建隧道下穿门型桩基的安全性进行分析，主要得出以下研究成果： （1）对近些年国内典型新建隧道引起的地层沉降与门型桩基变形资料及数据进行了收集，推导了新建隧道施工引起地层沉降与桥梁桩基沉降规律以及桩基沉降与承载力损失之间的关系，表明通过控制桩基沉降量可以降低桩基承载力损失。 （2）采用有限元软件 ABAQUS 分析了在Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级三种围岩条件下隧道开挖引起的承台变形、隧道围岩变形、围岩应力情况、桩基竖向沉降、桩基横向挠曲变形以及桩基内部应力情况；确定了在Ⅳ级、Ⅴ级、Ⅵ级围岩下的桩基外轮廓线离隧道外轮廓线的最小水平安全距离。 （3）以隧道设计参数及施工工艺和地层为研究对象，分析了增加初支强度、缩短开挖进尺、地层注浆加固三种加固方案的加固效果，研究表明地层注浆加固方案效果最好。再进一步模拟分析了门型桩基础周边不同注浆范围对桩基变形的影响规律，根据各加固方案在施工安全性和经济性等方面评选，确定合理的注浆方案。 （4）分析了新建隧道施工引起门型桩基沉降变形的机理，研究表明由于隧道开挖的影响，桩侧土体出现了大面积的塑性区，使门型桩基的侧摩阻力大大降低，桩基的荷载大部分由桩端的土体承担，导致桩端土体出现压缩变形，导致门型桩基发生沉降变形。 （5）以门型桩基的直径为研究对象，通过模拟优化桩基的直径来减小隧道施工对门型桩基的影响，得到了在Ⅴ级和Ⅵ级围岩条件下最佳的桩基直径。 （6）对重庆某隧道下穿门型桩基实际工程进行了地层注浆加固模拟分析，验证了地层注浆加固方案对依托工程加固效果的有效性；利用优化桩基直径的方法来控制门型桩基的变形，并对比分析了隧道开挖对不同直径的桩基的影响，确定了最佳的桩基直径。 |
| 作者： | 黄亮 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 高峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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