考虑隧道剪切效应的基坑开挖对邻近隧道纵向变形分析

发布时间：2018-05-31 06:03

  本文选题：隧道工程 + 既有隧道　； 参考：《岩石力学与工程学报》2017年01期

【摘要】：基坑施工将打破周围地层已平衡的应力场,引起应力释放,对既有下卧地铁隧道产生不利的影响。针对既有研究的不足,提出考虑隧道剪切效应的基坑开挖对下卧隧道影响的解析解。既有隧道简化为搁置于Winkler地基上的Timoshenko梁。通过两阶段分析法,考虑基坑卸荷作用下已建隧道的响应。首先基于Timoshenko梁理论,建立考虑隧道剪切效应的隧道纵向变形微分方程,然后将由Mindlin弹性解计算得到附加荷载施加于既有隧道上,最后通过有限差分法得到在附加荷载作用下隧道的纵向变形解答。收集3个已发表工程实例的实测数据,并与本文方法及Euler-Bernoulli梁法的计算结果进行对比分析,发现实测结果与2种方法得计算结果有较好的一致性。然而,在内力分析上,相对比于本文方法,Euler-Bernoulli梁法明显高估基坑卸荷引起的隧道弯矩与剪力。由于本文方法可有效模拟既有隧道剪切效应,因而可进一步给出1在卸荷作用下隧道管片间错台量。研究成果可为合理预测邻近基坑施工对既有隧道的影响提供一定的理论支持。
[Abstract]:The foundation pit construction will break the stress field which has been balanced in the surrounding strata, and cause stress release, which will have an adverse effect on the existing underlying subway tunnel. In view of the shortcomings of the existing research, an analytical solution of the influence of excavation on the underside tunnel considering the shear effect of tunnel is put forward. The existing tunnel is simplified as a Timoshenko beam placed on the Winkler foundation. Through two-stage analysis, the response of the tunnel is considered under the action of foundation pit unloading. Based on the Timoshenko beam theory, the differential equation of longitudinal deformation of the tunnel considering the shear effect of the tunnel is established, and then the additional load obtained from the Mindlin elastic solution is applied to the existing tunnel. Finally, the longitudinal deformation solution of the tunnel under additional load is obtained by finite difference method. The measured data of three published engineering examples are collected and compared with the calculated results of the present method and the Euler-Bernoulli beam method. It is found that the measured results are in good agreement with those obtained by the two methods. However, compared with the Euler-Bernoulli beam method in this paper, in the analysis of internal force, the tunnel bending moment and shear force caused by unloading of foundation pit are obviously overestimated by Euler-Bernoulli beam method. Since the present method can effectively simulate the shear effect of the existing tunnel, it is possible to further give the dislocations between the segments of the tunnel under unloading. The research results can provide some theoretical support for reasonable prediction of the influence of adjacent foundation pit construction on existing tunnels.
【作者单位】： 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心;中国地质大学(武汉)工程学院;宁波大学建筑工程与环境学院;同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室;杭州庆春路过江隧道有限公司;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51678547,51378463) 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室开放基金项目(KLE-TJGE-B1402)~~
【分类号】：U455

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 张俊峰;王建华;温锁林;;软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变[J];土木建筑与环境工程;2012年03期

2 张治国;黄茂松;王卫东;;邻近开挖对既有软土隧道的影响[J];岩土力学;2009年05期

3 郑刚;魏少伟;;Numerical analyses of influence of overlying pit excavation on existing tunnels[J];Journal of Central South University of Technology;2008年S2期

4 王卫东;沈健;翁其平;吴江斌;;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年S1期

相关博士学位论文 前1条

1 张强;开挖卸荷下既有地铁隧道的竖向变形及其控制研究[D];北京交通大学;2012年

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 张剑涛;姚爱军;郭海峰;周一君;胡愈;;邻近基坑卸荷—加载对既有软土盾构隧道影响分析[J];隧道建设;2016年11期

2 胡爱宇;喻骁;宗兰;;基坑开挖对地铁隧道影响的PLAXIS3D数值分析[J];江苏建筑;2016年05期

3 孙华圣;孙文彬;宗荣;王凌微;王朝;;隧道土体刚度比对开挖引起隧道变形影响[J];淮阴工学院学报;2016年05期

4 杨雨冰;周彪;谢雄耀;;邻近基坑施工作用下盾构隧道横向变形及开裂特性研究[J];岩石力学与工程学报;2016年S2期

5 张凯茵;;浅谈深基坑开挖对紧邻双隧道与车站的影响及控制[J];建筑安全;2016年10期

6 高程鹏;张冬梅;闫静雅;;邻近工程施工卸载再加载对已建盾构隧道影响的风险分析[J];武汉大学学报(工学版);2016年05期

7 周泽林;陈寿根;张海生;涂鹏;张恒;;明挖卸荷对下卧地铁双洞隧道变形影响的计算方法研究[J];铁道学报;2016年09期

8 杨骏;李夫杰;;深基坑施工对临近地铁盾构隧道的影响原理及规律研究[J];南京理工大学学报;2016年04期

9 吴超俊;;洞门上方广告牌修建对隧道影响数值分析[J];低温建筑技术;2016年08期

10 鲍亮亮;;基坑开挖对邻近桩基础的影响研究[J];河南科学;2016年08期

相关博士学位论文 前3条

1 梁荣柱;软土盾构隧道掘进环境效应及其邻近开挖响应研究[D];浙江大学;2016年

2 吴意谦;潜水地区地铁车站深基坑降水开挖引起的变形研究[D];兰州理工大学;2016年

3 贺美德;浅埋暗挖法隧道上穿既有盾构隧道的变形控制研究[D];北京交通大学;2015年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 俞缙;许琼鹤;邢崴崴;丁勇;程万钊;;基坑工程下地铁隧道隆起位移数值模拟分析[J];岩土力学;2007年S1期

2 王卫东;沈健;翁其平;吴江斌;;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年S1期

3 戴宏伟;陈仁朋;陈云敏;;地面新施工荷载对临近地铁隧道纵向变形的影响分析研究[J];岩土工程学报;2006年03期

4 戚科骏;王旭东;蒋刚;常银生;陈亚东;;临近地铁隧道的深基坑开挖分析[J];岩石力学与工程学报;2005年S2期

5 陈郁,李永盛;基坑开挖卸荷引起下卧隧道隆起的计算方法[J];地下空间与工程学报;2005年01期

6 王卫东,吴江斌,翁其平;基坑开挖卸载对地铁区间隧道影响的数值模拟[J];岩土力学;2004年S2期

7 吴波,高波,索晓明,刘维宁,史玉新;城市地铁隧道施工对管线的影响研究[J];岩土力学;2004年04期

8 王祥秋,陈秋南,王文星;两种地基土非线性流变特性与模型理论研究[J];湘潭大学自然科学学报;2001年02期

9 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年05期

10 刘国彬,黄院雄,侯学渊;基坑工程下已运行地铁区间隧道上抬变形的控制研究与实践[J];岩石力学与工程学报;2001年02期

相关博士学位论文 前4条

1 黄爱军;基坑下方运营隧道卸载回弹的力学机理分析[D];上海交通大学;2008年

2 张晓丽;浅埋暗挖下穿既有地铁构筑物关键技术研究与实践[D];北京交通大学;2007年

3 何海健;地铁洞桩法施工对邻近桥桩的影响与控制[D];北京交通大学;2007年

4 吴波;复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D];西南交通大学;2003年

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 颜云辉;;剪切效应及其计算方法[J];机械设计与制造;1991年04期

2 付武荣;周仕刚;;考虑剪滞和高阶剪切效应的复合材料薄壁箱梁弯曲分析[J];玻璃钢/复合材料;2009年02期

3 江沂;王玳瑜;;考虑剪切效应的悬梁大挠度问题摄动解[J];重庆建筑工程学院学报;1985年03期

4 杜柏松;项海帆;葛耀君;朱乐东;;剪切效应梁单元刚度和质量矩阵的推导及应用[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年04期

5 高相斌;剪切效应对结构动力屈曲不稳定区域的影响[J];大庆石油学院学报;1995年02期

6 吴亚平;复合材料薄壁箱梁的剪滞剪切效应分析[J];土木工程学报;1996年04期

7 胡郑州;吴明儿;;考虑剪切效应三维纤维梁单元的几何非线性增量有限元分析[J];工程力学;2014年08期

8 李国栋;尚新春;;考虑剪切效应的环肋圆柱壳的稳定性[J];工程力学;2007年09期

9 ;剪切效应对碳纤维增强复合材料楼板弯曲性能的影响[J];钢结构;2014年01期

10 徐守泽,刘昭培;一种混合型厚薄通用四边形板单元[J];天津大学学报;1993年02期

相关硕士学位论文 前6条

1 臧登科;纤维模型中考虑剪切效应的RC结构非线性特征研究[D];重庆大学;2008年

2 雷鲁;考虑剪切效应的大震下RC框架结构抗整体倒塌能力评估[D];兰州理工大学;2014年

3 冯健;基于有限单元柔度法考虑剪切效应的钢筋混凝土框架非线性分析[D];重庆大学;2012年

4 孟迪;J油田含蜡原油常温输送技术及剪切效应模拟研究[D];西南石油大学;2014年

5 杜和懆;考虑剪切效应的钢筋混凝土框架结构非线性全过程分析[D];重庆大学;2011年

6 曾代彬;考虑剪切效应的钢筋混凝土框架非线性滞回分析[D];重庆大学;2011年

，

本文编号：1958576