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盾构隧道施工对邻近桩基础位移和受力特性的影响研究
| 论文题名： | 盾构隧道施工对邻近桩基础位移和受力特性的影响研究 |
| 关键词： | 隧道工程;盾构施工;邻近桩基础;桩身位移;受力特性;有限元模拟 |
| 摘要： | 随着经济发展和城市化进程的不断加快，城市地下轨道交通开始大量修建以缓解日益拥堵的地上交通，由于地铁一般沿城市的主干路修建，会不可避免的穿越桥梁的基础，使其产生位移并产生内力的重分布，影响结构的正常使用。本文以北京地铁10号线所穿越桥梁为主要工程背景，利用有限元方法来模拟不同工程地质条件、桩基形式、桩与隧道位置关系、隧道施工控制条件时隧道开挖穿越桩基础后，对桩身位移和受力特性的影响，得出主要结论如下: 1)桩沉降值随土体压缩性、泊松比、抗剪强度、桩与隧道距离的增大而减小，桩基嵌入深度大于隧道埋深时，沉降值随桩长增大而减小，两桩承台基础桩间沉降差和承台倾斜率减小。粉土层中隧道下穿单桩，桩位于隧道开挖面正上方附近时产生背离隧道方向倾斜，桩与隧道距离大于5m时产生向隧道方向倾斜，位于隧道轴线正上方时不产生倾斜;隧道侧穿后，水平位移沿桩深非线性分布，桩产生弯曲，土体抗剪强度越弱，弯曲变形越大，土体泊松比增大，桩弯曲方向由与隧道衬砌相同变为相反。两桩承台基础桩顶处倾斜方向与承台相同。 2)桩位于隧道结构正上方时，桩轴力减小，位于隧道结构侧上方时，轴力增大，影响程度随桩与隧道距离增大而减小，受土体抗剪强度、压缩性、泊松比变化影响较小。两桩承台基础中近隧道桩承受荷载减小，该部分荷载由远隧道桩承担，影响程度随桩嵌入深度增加而减小。 3)隧道下穿单桩后桩身承受附加弯矩较小，侧穿使桩承受较大弯矩，最大值一般位于与隧道轴线相同标高处，与桩和隧道距离有关，粉土层中其值为6m时最大，桩身近隧道侧正应力增大、远隧道侧减小，对桩深与隧道轴线同标高处正应力影响最大。附加正弯矩值和正应力变化量随土体泊松比、抗剪强度的增大而减小。两桩承台基础近隧道桩顶由于承台的连接作用承受较大的附加弯矩作用，该处远隧道侧混凝土承受拉应力作用。 4)地表沉降值与桩身沉降和水平位移间呈线性相关关系，与桩身轴力、弯矩、正应力值间呈非线性关系，地表沉降值增大，对桩内力影响程度增大，并且对其影响增大速率也呈增大趋势。基于以上分析分别给出了桩竖向和水平位移与隧道施工引起地表沉降、桩与隧道水平距离、桩长之间的函数关系式。 |
| 作者： | 郑熹光 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 何平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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