原文传递
基于非均匀位移模式的隧道开挖引起邻近桩基响应研究
| 论文题名： | 基于非均匀位移模式的隧道开挖引起邻近桩基响应研究 |
| 关键词： | 隧道开挖;邻近既有桩基;变形沉降机理;非均匀位移模式 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通的发展，大量盾构工程涌现在城市建筑密集的区域，盾构隧道施工面临越来越复杂的施工环境因素，对周边环境的影响也愈发突出。盾构隧道在城市环境中掘进时，土体经历着复杂的加卸载过程，土体及周围环境结构经历着复杂的、动态的相互作用，因此，揭示隧道-地层-土体之间的相互作用机理，明确隧道近接施工过程中土体位移场的分布以及既有桩基在被动荷载作用下的力学响应对有效评估施工安全和实现施工过程精细化控制尤为重要。 本文综合采用文献调研、大型室内模型试验、理论分析和数值模拟的研究手段，以城市盾构隧道近接既有桩基工程为研究对象，以建立既有桩基影响下的隧道断面位移模式和地层土体位移场为核心，重点分析隧道-地层-桩基体系的相互作用关系，揭示隧道开挖引起邻近既有桩基的变形沉降机理，建立隧道近接既有桩基施工工程的分析思路，主要取得以下研究成果: （1）自主研制适用于大型室内模型试验的土体内部位移监测装置，实现土体内部任意方向的位移监测，并开展既有桩基条件下隧道开挖室内模型试验，通过开挖边界位移数据采集，获得既有桩基条件下隧道开挖断面非均匀位移模式。 （2）基于非均匀位移模式，提出断面损失轮廓概念，以Laurent级数展开的形式表示映射函数。引入差分进化最优化解法迭代求得隧道损失边界的映射函数。 （3）基于复变理论明确了弹性问题的复变函数表示，介绍了基于保角变换理论的坐标转换问题，明确了直角坐标系，极坐标系和正交曲线坐标系之间的关系。推导了既有桩基条件下隧道开挖损失断面在应力边界条件下的弹性解析解。 （4）基于修正的两阶段分析方法，建立了考虑既有受荷桩基在主动位移和被动位移耦合位移场作用下的变形和沉降分析方法。采用弹性地基梁的方法，基于Winkler地基模型，建立被动受荷桩基的桩身位移控制方程。 （5）利用ABAQUS有限元软件，对不同工况条件下隧道开挖过程进行模拟，设置不同桩长、桩径、桩-隧间距参数进行分析，获得不同因素对土体位移场分布的影响规律，同时基于有限元软件，分析被动受荷群桩的位移响应情况。 |
| 作者： | 王茂林 |
| 专业： | 土木水利 |
| 导师： | 张乾青;辛公锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2023 |
检索历史
应用推荐
