隧道施工期扰动对运营期隧道-土体系统动力响应的影响分析

摘要：

地铁盾构隧道施工会造成地基土体扰动,由此产生的土体刚度退化会影响地基土体的振动响应.为考虑近场施工扰动对后期隧道系统动力响应的影响,提出了一种静力有限元和2.5维动力有限元联合的求解方法.首先,基于饱和土的波动方程,推导了以土骨架位移u和孔隙水压力p表示的u-p格式的饱和土 2.5维有限元表达式,结合拉伸函数构建完美匹配层边界,建立u-p格式下饱和地基下的2.5维有限元-完美匹配层动力模型.其次,采用静力有限元模拟隧道施工,确定由于盾构隧道施工扰动引起的地基土体剪切刚度退化值.最后,将退化的土体剪切刚度代入2.5维动力模型,实现施工扰动对系统动力响应的影响分析.基于该方法,探讨不同地基土体和隧道形状时盾构隧道开挖施工对地表振动响应的影响.结果表明:隧道施工会增大地表土体的竖向振动位移,距离隧道越近,隧道施工引起的地表竖向位移增量越大,最大值出现在隧道中心线处;圆形和矩形隧道下的振动响应小于椭圆形隧道.

关键词：隧道施工、土体刚度退化、饱和土、完美匹配层、环境振动

所属期刊栏目：42

分类号：TH212;TH213.3(起重机械与运输机械)

资助基金：上海市自然科学基金面上项目20ZR1459900

在线出版日期：2023-08-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：210-218