本文選題：隧道開挖　切入點(diǎn)：被動(dòng)樁　出處：《西安科技大學(xué)》2013年博士論文

【摘要】：本文在國內(nèi)外現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，對(duì)隧道開挖與施工對(duì)既有建筑物樁基影響進(jìn)行了深入研究，探討隧道開挖作用下軸向受荷樁的荷載傳遞規(guī)律和樁土相互作用機(jī)理，主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的工作： （1）建立等效地層損失模型，根據(jù)地層變形模式和地層損失的邊界條件，應(yīng)用水平分布荷載作用下的Mindlin基本解，求解隧道開挖引起的地層變形的水平方向和豎直方向表達(dá)式；采用三維有限差分方法，建立隧道開挖分析模型，，分析隧道開挖引起的土體水平位移和豎向位移分布規(guī)律。 （2）引用p-y曲線法，通過差分方法求得豎向受荷單樁的解析解；基于Winkler地基模型，建立單樁在被動(dòng)位移下的荷載傳遞方程，進(jìn)一步求得均質(zhì)地基和非均質(zhì)地基中隧道開挖引起的豎向受荷單樁水平位移和豎向位移解析解；同時(shí)進(jìn)行算例分析，得到均質(zhì)地基中隧道開挖引起的樁身位移、沉降和軸力的變化趨勢(shì)。 （3）根據(jù)剪切位移法和Mindlin解得到土體豎向和水平向位移傳遞系數(shù)，考慮樁基對(duì)土體豎向位移的屏蔽，利用土體剪切位移法計(jì)算由于群樁遮攔效應(yīng)而產(chǎn)生的遮攔位移；考慮被動(dòng)群樁的樁 樁相互作用，應(yīng)用疊加原理分析豎向受荷群樁由于隧道開挖引起的豎向位移和內(nèi)力的變化規(guī)律。 （4）設(shè)計(jì)模擬隧道開挖對(duì)豎向受荷樁作用的室內(nèi)試驗(yàn)，將隧道開挖過程簡化為施加土體水平位移和豎向位移，按照隧道不同埋深引起的土體位移變化不同，設(shè)計(jì)不同土體位移組合的豎向受荷單樁和兩樁的試驗(yàn)，研究隧道開挖引起的豎向受荷單樁和群樁的承載性狀。 （5）對(duì)某工程實(shí)例隧道穿越建筑樁基采取樁基托換措施，采用三維有限差分方法，對(duì)隧道開挖及樁基托換施工過程進(jìn)行模擬，研究托換過程中群樁的承載性狀。 本文通過數(shù)值分析，研究隧道開挖引起的土體位移場分布；通過理論分析，求解隧道開挖作用下的土體位移解析解，并進(jìn)一步求得隧道開挖作用下豎向受荷單樁及群樁的解析解，研究隧道開挖對(duì)豎向受荷單樁及群樁的承載性狀的影響；通過試驗(yàn)研究進(jìn)一步探討了隧道開挖對(duì)單樁和群樁承載性狀的影響。
[Abstract]:Based on the existing research results at home and abroad, this paper makes a deep study on the influence of tunnel excavation and construction on the pile foundation of existing buildings, and discusses the load transfer law and pile-soil interaction mechanism of axially loaded piles under the action of tunnel excavation.The main tasks are as follows:1) the equivalent formation loss model is established. According to the formation deformation model and the boundary condition of formation loss, the horizontal and vertical direction expressions of stratum deformation caused by tunnel excavation are solved by applying the Mindlin basic solution under horizontal distribution load.The three-dimensional finite difference method is used to establish a tunnel excavation analysis model to analyze the distribution of horizontal and vertical displacement of soil caused by tunnel excavation.(2) using p-y curve method, the analytical solution of vertical loaded single pile is obtained by difference method, and the load transfer equation of single pile under passive displacement is established based on Winkler foundation model.Furthermore, the analytical solutions of horizontal displacement and vertical displacement caused by excavation of vertical loaded single pile in homogeneous and heterogeneous foundation are obtained, and the displacement of pile body caused by excavation of tunnel in homogeneous foundation is obtained by example analysis.The variation trend of settlement and axial force.(3) according to the shear displacement method and Mindlin solution, the vertical and horizontal displacement transfer coefficients of soil are obtained. Considering the shield of pile foundation to soil vertical displacement, the shearing displacement of soil is calculated by means of soil shear displacement method.Considering the pile-pile interaction of the passive pile group, the variation law of vertical displacement and internal force caused by the excavation of the tunnel is analyzed by using the superposition principle.4) the laboratory test of simulating the effect of tunnel excavation on vertical pile is designed. The excavation process of tunnel is simplified as the horizontal displacement and vertical displacement of soil, and according to the variation of soil displacement caused by different buried depth of tunnel, the excavation process of tunnel is simplified to the horizontal displacement and vertical displacement of soil.The vertical single pile and two piles combined with different soil displacement were designed to study the bearing behavior of single vertical pile and pile group caused by tunnel excavation.In this paper, the pile foundation underpinning method is used to simulate the excavation of the tunnel and the pile foundation underpinning construction, and the bearing behavior of the pile group during the underpinning process is studied by adopting the method of three dimensional finite difference.In this paper, the distribution of soil displacement field caused by tunnel excavation is studied by numerical analysis, and the analytical solution of soil displacement caused by tunnel excavation is solved by theoretical analysis.Furthermore, the analytical solutions of single and group piles under vertical loading under tunnel excavation are obtained, and the influence of tunnel excavation on the bearing behavior of single and group piles under vertical loading is studied.The influence of tunnel excavation on the bearing behavior of single pile and group pile is further discussed through experimental study.
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：U455;TU473.1

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本文編號(hào)：1705230