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地铁隧道盾构法施工对邻近桩基变形与内力的影响

王炳军  
【摘要】:随着城市化水平的提高,地铁在现代化大都市的交通中占据越来越重要的地位。修建地铁隧道引起的地层移动和变形对已有建筑物和设施的损伤不可忽视。市区内高耸建筑大都采用桩基础,隧道工程引起的地层移动会引起桩基变形与内力的变化。因此,研究盾构法隧道施工对市区建筑物桩基础影响的研究具有重要的现实意义。 本文首先总结了隧道工程开挖引起的地层移动及对邻近桩基影响研究的现状与不足,简要的介绍了土体本构模型理论、桩基础理论及盾构法施工引起的地层移动理论,然后采用大型岩土工程软件Final,建立了详细模拟盾构法施工的数值试验模型。详细考虑了盾构法施工过程模拟、注浆材料及注浆压力的模拟、土体与衬砌及桩基与土体的接触作用模拟。并将该模型算得的洞周土体位移结果同离心模型试验结果进行了对比,验证了本文模拟盾构法施工数值试验模型的合理性。 在验证了模型合理性的基础上,通过系统的数值仿真试验,系统分析了地铁隧道盾构法施工对邻近桩基础承载特性的影响。首先分析了盾构法施工对邻近摩擦型单桩与双桩基础变形与内力的影响,在单桩分析中考虑了不同桩洞横向距离、不同桩端与水平洞轴线的相对位置、不同桩土模量比、有无注浆压力等主要影响因素,在双桩分析中考虑了承台对桩身内力的影响。然后分析了盾构法施工对承载机理不同的端承型桩基础变形与内力的影响,并将数值试验结果同摩擦型桩基础进行了对比。最后得到了盾构开挖对不同桩洞距、不同桩端位置(或地铁开挖位置)、不同桩土模量比、不同承载机理桩的承载特性影响的量化规律。


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