摘要(Abstract):
以某深基坑项目为例,利用小应变硬化模型对基坑开挖全过程进行模拟计算,结合坑外土体三维应力和隧道位移监测结果,研究基坑开挖对邻近既有隧道变形的影响。结果表明:土体三维应力和隧道变形计算结果与实测数据基本吻合,说明了计算模型的可靠性;基坑开挖引起围护结构向基坑方向最大偏移量为25.8 mm,引起邻近基坑地表最大沉降量为17.7 mm;基坑开挖引起左线隧道向基坑方向最大水平位移约为2.3 mm,向深度方向最大位移约为1.3 mm,与实测值基本吻合,符合规范要求;左线隧道管片最大轴力约为680 kN,最大弯矩约为58 kN·m,隧道砌筑管片能够满足强度要求;基坑外不同位置的隧道在基坑开挖期间均向基坑方向偏移,竖向位移表现为上浮。
关键词(KeyWords): 基坑开挖;三维应力;数值模拟;地铁隧道;隧道变形
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(41877251);; 天津市科技支撑重点项目(19YFZCSF00820);; 中国交建岩土工程重点实验室开放课题(2019-KJ-Y-01)
作者(Author): 李顺群,马伟亮,叶茂松,黄雄飞,张彦
DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20211214.002
参考文献(References):
[1] 张玉成,杨光华,姚捷,等.基坑开挖卸荷对下方既有地铁隧道影响的数值仿真分析[J].岩土工程学报,2010,32(增刊1):109-115.
[2] 刘斯琴,余晓琳,颜全胜.基坑开挖对下方既有地铁影响数值分析[J].广东土木与建筑,2009,16(6):19-20.
[3] 吉茂杰,刘国彬.开挖卸荷引起地铁隧道位移预测方法[J].同济大学学报(自然科学版),2001,29(5):531-535.
[4] HU Z F,YUE Z Q,ZHOU J,et al.Design and construction of a deep excavation in soft soils adjacent to the Shanghai Metro tunnels[J].Canadian Geotechnical Journal,2003,40(5):933-948.
[5] SHARMA J S,HEFNY A M,ZHAO J,et al.Effect of large excavation on deformation of adjacent MRT tunnels[J].Tunnelling and Underground Space Technology,2001,16(2):93-98.
[6] 王卫东,沈健,翁其平,等.基坑工程对邻近地铁隧道影响的分析与对策[J].岩土工程学报,2006,28 (增刊1):1340-1345.
[7] 李宇升,喻卫华.深基坑施工对紧邻地铁区间隧道结构影响分析[J].地下空间与工程学报,2013,9(2):352-358.
[8] ZHENG G,WEI S W.Numerical analyses of influence of overlying pit excavation on existing tunnels[J].Journal of Central South University of Technology,2008,15(Suppl 2):69-75.
[9] 魏纲,赵城丽.基坑开挖引起临近地铁隧道的附加荷载计算方法[J].岩石力学与工程学报,2016,35(增刊1):3408-3417.
[10] 卜康正,郑先昌,张万照,等.明挖卸荷引起桩侧摩阻力作用下的地铁隧道竖向变形计算[J].科学技术与工程,2019,19(19):329-335.
[11] 梁发云,褚峰,宋著,等.紧邻地铁枢纽深基坑变形特性离心模型试验研究[J].岩土力学,2012,33(3):657-664.
[12] 冯龙飞,杨小平,刘庭金.紧邻地铁侧方深基坑支护设计及变形控制[J].地下空间与工程学报,2015,11(6):1581-1587.
[13] 李顺群,夏锦红,王杏杏.一种三维土压力盒的工作原理及其应用[J].岩土力学,2016,37(增刊2):337-342,348.
[14] SCHANZ T,VERMEER P A,BONNIER P G.The hardening soil model:formulation and verification[M]// Beyond 2000 in Computational Geotechnics.Amsterdam:Balkema,1999:281-296.
[15] BENZ T.Small strain stiffness of soils and its numerical consequences[D].Stuttgart:University of Stuttgart,2006.
[16] BENZ T,SCHWAB R,VERMEER P.Small-strain stiffness in geotechnical analyses[J].Bautechnik,2009,86(Suppl 1):16-27.
[17] 王卫东,王浩然,徐中华.上海地区板式支护体系基坑变形预测简化计算方法[J].岩土工程学报,2012,34(10):1792-1800.
[18] SCHUSTER M,KUNG G T,JUANG C H ,et al.Simplified model for evaluating damage potential of buildings adjacent to a braced excavation[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,2009,135(12):1823-1835.
[19] 李顺群,陈之祥,桂超,等.一类三维土压力盒的设计及试验验证[J].中国公路学报,2018,31(1):11-19.
[20] 郑刚,王琦,邓旭,等.不同围护结构变形模式对坑外既有隧道变形影响的对比分析[J].岩土工程学报,2015,37(7):1181-1194.