基坑开挖诱发下卧既有隧道隆起变形解析解

摘要：

基坑开挖会引起周边土体产生自由位移,进而对下卧隧道产生较大的安全隐患.目前,现有的理论方法大多数是将既有隧道简化成欧拉梁放置在单参数Winkler和双参数Pasternak地基模型上,未考虑到隧道剪切变形以及土体应力扩散效应对既有隧道受力变形的影响.基于此,提出一种可预测基坑开挖诱发下卧隧道隆起变形的理论方法.采用Mindlin解获得基坑开挖引起既有隧道轴线处的土体自由位移,把土体自由位移转化成附加应力施加在既有隧道上,引入Fourier函数方程将附加应力转化成Fourier级数形式,将既有隧道假定为放置在三参数Kerr地基上的铁木辛柯梁,结合隧道边界条件获得隧道变形响应解析.工程案例分析结果表明:与该方法退化解比较,该方法计算结果更符合有限元数据;与既有文献理论解比较,该模型预测值与现场监测数值较为吻合.敏感因素分析可得:随着剪切刚度增强,隧道抵抗变形的能力逐渐增大,隧道的隆起变形也会不断减小,隧道所受弯矩和剪力反而会不断增大.随着土体弹性模量以及隧道轴线埋置深度增加,既有隧道受到的附加应力逐渐减小,隧道的变形以及所受弯矩和剪力均会不断减小.该方法退化的欧拉梁解析会进一步提高隧道抵抗变形能力,使得隧道变形减小,但会导致内力增大.该方法退化的Pasternak地基模型会高估既有隧道受力变形的影响.

关键词：开挖卸载、Fourier级数、铁木辛柯梁、Kerr地基、隆起变形

所属期刊栏目：20

分类号：TU443(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金资助项目;江西省自然科学基金资助项目;浙江大学平衡建筑研究中心配套资金资助;南昌轨道交通集团科研项目

在线出版日期：2023-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3908-3917