【摘 要】
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随着技术发展,地铁项目采用TBM施工比例增加,事故发生率同步增加,例如:某地因TBM施工导致桩基倾斜、沉降,建筑物倒塌。鉴于此,本文以重庆轨道交通环线试验段上桥~凤鸣山区间工程为依托,通过变形协调计算方法,利用FLAC3D软件进行数值模拟,对静力、动力两种求解模式下地层及桩基变形进行分析,将单护盾TBM振动效应对建筑物的影响进行安全评估,研究成果可以为类似工程提供数据借鉴。主要研究内容及成果如下:
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随着技术发展,地铁项目采用TBM施工比例增加,事故发生率同步增加,例如:某地因TBM施工导致桩基倾斜、沉降,建筑物倒塌。鉴于此,本文以重庆轨道交通环线试验段上桥~凤鸣山区间工程为依托,通过变形协调计算方法,利用FLAC3D软件进行数值模拟,对静力、动力两种求解模式下地层及桩基变形进行分析,将单护盾TBM振动效应对建筑物的影响进行安全评估,研究成果可以为类似工程提供数据借鉴。主要研究内容及成果如下:(1)通过收集地质勘查资料,利用FLAC3D软件,建立静力求解模型,分析掌子面与桩基不同相对位置、豆砾石不同平均含量、桩基刚度不同折减系数,单护盾TBM施工对地层及桩基的影响。结果表明:桩基与隧道相对距离越小,桩基附加变形越大;豆砾石平均含量在30%~80%内变化,含量为60%时,桩基附加变形最小;桩基刚度折减系数在0.5~1内变化,折减系数为1时,桩基附加变形最小。(2)建立动力求解模式,研究不同掘进速度单护盾TBM振动效应对地层及桩基的影响,不同隧道埋深、直径,振动效应对地层的影响。结果表明:当掌子面位于观测面时,掘进速度增加、隧道埋深减小、隧道直径增加,均会导致地表竖向与水平振速增加;掘进速度60mm/min时,隧道正上方地表质点竖向振速最大值21.4mm/s,动力求解模式增加的桩顶竖向位移占最终位移9.7%,通过频谱曲线分析,主振频率分布范围10Hz~30Hz,改变掘进速度、隧道直径对主振频率影响不大,隧道埋深增加,主振频率最大值减小,范围减小。根据我国爆破振动控制标准,单护盾TBM振动效应对土窑洞、土坯房、毛石房屋、古建筑与古迹、运行的水电站和发电设备影响较大,建议加强保护。(3)通过对依托工程进行数值模拟,模拟结果与现场监测数据进行对比分析。结果表明:两者规律基本一致,但监测数据略大于模拟结果,桩顶竖向位移最大相差6%,地表竖向振速最大峰值相差4.9%,地表水平振速最大峰值相差4.3%,桩顶竖向振速最大峰值相差3.8%,桩顶水平振速最大峰值相差3%,鉴于数值模拟是理想模型,而实际工程中存在多种不可控因素,此误差属于合理范围。
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