發(fā)布時間：2018-03-15 21:18

  本文選題：隧道開挖　切入點：群樁基礎(chǔ)響應(yīng)　出處：《北京交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：城市化進(jìn)程的迫切需求與快速推進(jìn),極大地催生了城市地下空間的廣泛利用和發(fā)展。在城市中心區(qū),地鐵穿越工程是不可回避的,其中涉及到的最普遍的形式之一就是穿越鄰近既有樁基礎(chǔ),但如若控制不當(dāng)影響極大。目前,降水施工被廣泛應(yīng)用在隧道建設(shè)領(lǐng)域,特別是在易發(fā)生涌水和突水危害的富水地層,但是降水施工對周圍環(huán)境造成的負(fù)面影響也十分顯著,并不是施工的最佳選擇�？紤]到以上因素,在富水地區(qū),隧道施工不降水安全作業(yè)將是未來的發(fā)展趨勢,但現(xiàn)階段相關(guān)研究還不夠成熟,研究中經(jīng)常忽略流固耦合作用的影響。因此,為了降低對既有結(jié)構(gòu)的損害,需要深入研究在"流固耦合"作用下隧道開挖穩(wěn)定性以及對鄰近既有樁基礎(chǔ)的影響。這將有助于更加準(zhǔn)確地模擬隧道施工的真實環(huán)境,并且促進(jìn)隧道設(shè)計與施工水平的提高。本文按照"循序漸進(jìn),逐步深入"的研究思路,應(yīng)用數(shù)值模擬的研究方法,分階段進(jìn)行了研究,選取隧道開挖對鄰近單樁基礎(chǔ)三維影響的離心機模型試驗案例進(jìn)行數(shù)值模擬反分析,對不同體量、形式和位置的群樁在隧道開挖下的響應(yīng)進(jìn)行剖析,并以實際工程案例為背景,對比考慮與不考慮流固耦合作用下隧道開挖圍巖的穩(wěn)定性,以及對既有群樁基礎(chǔ)性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過應(yīng)用三維數(shù)值模擬分析與典型離心機模型試驗案例分析相結(jié)合的方法,重現(xiàn)了試驗結(jié)果的主要特征和趨勢,驗證了數(shù)值分析結(jié)果的合理性和可靠性。在研究過程中有效解決了樁-土接觸參數(shù)合理確定這一難點問題,并在此基礎(chǔ)上,圍繞隧道開挖過程中樁基礎(chǔ)的漸進(jìn)式響應(yīng)進(jìn)行了分析。(2)對于隧道開挖下穿和側(cè)穿工況,群樁基礎(chǔ)的響應(yīng)差異明顯,通過增大群樁體量、對比有無承臺約束以及變化隧道埋深,分析了隧道開挖對樁基礎(chǔ)內(nèi)力和變形的影響。并以群樁為例,對"遮攔效應(yīng)"的影響進(jìn)行了探究。(3)隧道開挖誘發(fā)的樁基礎(chǔ)荷載傳遞機理,對于單樁與群樁是截然不同的。通過引入"自平衡"和"它平衡"的概念形象地闡述了其中的原理;大體量群樁受到豎向荷載作用時,各樁荷載分配差異明顯,通過對比群樁在不同樁中心距和豎向荷載等級下的受力特性,歸納了各樁荷載的分配規(guī)律。(4)考慮流固耦合作用下,滲流場對隧道圍巖穩(wěn)定性影響顯著。運用有效應(yīng)力原理,分析并總結(jié)了滲流場對應(yīng)力場、位移場和塑性區(qū)的影響和分布規(guī)律。在此情況下,隧道開挖誘發(fā)的樁基承載力的變化更加顯著,隧道開挖引起的樁基礎(chǔ)的沉降、側(cè)向變形、彎矩和軸力分別增加了 66%、64%、56%和13.3%,樁身負(fù)摩阻力減小了 15.7%。因此,在富水地區(qū)進(jìn)行隧道的設(shè)計與施工,必須充分考慮流固耦合作用的影響,以便客觀地反映隧道開挖誘發(fā)的真實影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U456.3;TU473.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1616841