论文部分内容阅读
随着我国城市化进程的快速推进,地铁建设已经成为缓解交通拥堵的一个重要手段。近十年,我国许多城市的地铁建设事业开展如火如荼。修建地铁的过程中,隧道施工会不可避免的对邻近建筑物的桩基础产生影响。尽管众多学者对该问题展开大量研究,但隧道施工引起的工程安全事故仍然频发。究其原因,一方面是因为现场人员对施工安全的疏忽,另一方面是由于工程人员对隧道施工问题的认识不充分,对现场事故状况感到束手无策。本文采用二阶段分析法,结合有限差分原理,通过MATLAB数值分析软件编程,对盾构隧道施工引起邻近被动桩体的附加响应规律进行分析,论文主要工作如下:(1)系统的调研了国内外关于隧道施工引起被动桩体附加响应问题的研究背景和现状,提出本文需要解决的问题和研究方法;(2)整理盾构施工法的概念和描述施工过程,阐述盾构隧道施工引起土体变形的机理,总结归纳了盾构隧道施工引起土层变化的计算方法。(3)详细的推导出隧道施工对邻近被动桩体附加响应的求解过程,具体内容包括隧道施工前后的单桩力学特征、考虑开挖卸荷效应的桩-土荷载传递模型、桩身附加响应的具体计算过程;进一步地,通过MATLAB软件编程计算被动桩体附加响应;最后将桩体附加响应计算结果与既有离心试验和边界元法数据对比,对比结果较为吻合。(4)通过改变部分工程参数,研究被动桩附加响应对参数变化的敏感性。研究结果表明:在工程设计中,隧道轴线的位置尽量避开1/2桩身区域,当隧道轴线位于该区域时,桩身附加轴力值最大;隧道轴线水平向越远离桩体,桩身附加弯矩越小,最终趋于零;理论上可以假设一条最大附加轴力线,当隧道轴线越接近该线,被动桩体受到的附加轴力越大;桩径的增大有利于减小隧道施工对邻近被动桩体的影响;桩身弹性模量的变化对桩体附加轴力的影响非常有限。(5)整理隧道施工与邻近被动桩体这类工程的风险管理流程、方法、内容以及一般的保护措施。为了降低隧道施工对邻近建筑物造成的影响,可以从三个思路展开:采取预防措施;截断影响源;采取补救措施。具体措施如基桩托换、隔断法、注浆加固法等。