软黏土地层基坑开挖对旁侧隧道影响离心模型试验研究

发布时间：2021-04-13 17:41

　　为研究软黏土地层基坑开挖对旁侧隧道的影响,开展了相似比为1∶120的离心模型试验。试验获得了基坑开挖引起的地层不排水抗剪强度、土体孔隙水压力、隧道周围地层水平向土压力、地表沉降、隧道沉降和弯矩响应规律。试验结果表明:①基坑底暴露导致坑底和隧道周围土体超孔压长时间演变,并伴随着隧道周围地层水平向土压力大小和分布形式的持续变化;②基于竖向有效应力衰减程度的土体扰动度评价方法,发现位于坑底下方0.3倍和0.7倍开挖深度处的土体扰动度分别达到了0.33,0.21;③因既有隧道的约束作用,围护墙外侧地表沉降主要位于Peck（1969年）预测的地表沉降Ⅱ区;④基坑开挖完成后,地表沉降、隧道沉降和弯矩持续发展,开挖完成815 d后隧道总沉降达到了开挖期间沉降的1.6倍。固结和蠕变变形是开挖卸载后隧道变形和内力持续发展的主要原因,实际工程中应尽量减少坑底暴露时间。 

【文章来源】：岩土工程学报. 2020,42(06)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

试验模型实物图

模型平面图与横剖面图如图1,2所示。基坑围护墙采用均质铝板，弹性模量72 GPa，厚度5 mm，对应原型弹性模量为30 GPa，厚度为800 mm（抗弯刚度等效）的混凝土板。模型隧道纵向与基坑长边平行，材料与基坑围护墙一致，对应原型弹性模量为35GPa，厚度为143 mm（纵向抗弯刚度等效）的混凝土衬砌。以上模型结构与原型结构等效方法与Ng等[8]一致。具体试验模型尺寸和原型尺寸如表2所示。1.3 传感器布置

如图2所示，试验采用激光位移计测量地表沉降，3个监测点与围护墙距离分别为(4/5)D,2D,(17/5)D,D为隧道直径。距离隧道中间断面5D处布置一个激光监测点用于测量拱顶竖向位移，隧道拱顶出伸出一个直径3 mm壁厚0.5 mm的空心套管，套管顶部黏接一塑料片用于反射激光。隧道纵向中间断面两侧的拱顶、拱腰和拱底高度分别布设土压力盒用以测量水平向土压力，测点距离隧道轴线35 mm。拱顶上方0.7D处和拱腰两侧0.2D处分别布置孔隙水压力计。基坑中心下方30,70 mm处分别布置孔隙水压力计用于监测孔压变化情况。隧道拱顶和拱底每隔0.5D布置一对应变片，拱腰两侧每隔1D布置一对应变片以监测弯矩变化情况。模型固结完成后和开挖完成后，采用T-bar装置下探30 cm（对应原型36 m）分别测试了相应位置土体强度随深度变化情况。1.4 试验步骤

【参考文献】：
期刊论文
[1]基坑开挖对旁侧隧道影响及隔断墙作用离心模型试验研究[J]. 陈仁朋,AL-MADHAGI ASHRAF,孟凡衍.  岩土工程学报. 2018(S2)
[2]开挖对地铁盾构隧道影响及控制措施[J]. 陈仁朋,王诚杰,鲁立,孟凡衍.  工程力学. 2017(12)
[3]基坑围护结构最大侧移深度对周边环境的影响[J]. 康志军,谭勇,李想,卫彬,徐长节.  岩土力学. 2016(10)
[4]基坑开挖引起邻近既有隧道变形的影响区研究[J]. 郑刚,杜一鸣,刁钰,邓旭,朱敢平,张立明.  岩土工程学报. 2016(04)
[5]紧邻地铁枢纽深基坑变形特性离心模型试验研究[J]. 梁发云,褚峰,宋著,李永盛.  岩土力学. 2012(03)

博士论文
[1]基坑开挖对坑底已建隧道影响的数值与离心试验研究[D]. 魏少伟.天津大学 2010



本文编号：3135734