深基坑围护桩对侧方地铁隧道和车站的影响性分析

发布时间：2020-11-04 13:54

　　 我国正处于高速发展阶段,大规模城市化伴随而来的人口密集和空间紧张等问题急需解决,因此地下空间的开发特别是地铁系统的建设尤为关键。如今地铁已成为大多数一至三线城市居民主要的出行方式之一,成为了这些城市的重要交通命脉,一旦地铁系统出现问题,城市的交通压力会成倍增加,严重者更会影响城市的正常运转,因此地铁系统的安全性极为重要。除了地铁系统自身的安全性外,由于其线路遍布城市,不可避免的会对周围的在建工程提出较高要求。工程施工对邻近地铁安全性的影响问题急需解决。基于此,本文从合肥地铁1号线侧方某紧邻地铁隧道和车站的在建工程基坑入手,利用MIDAS/GTS软件建立模型,在其基础上进行有限元分析,辅以部分监测数据作为对比,以研究侧方地铁的隧道结构和车站及出口部分的位移变化规律。文中主要提出了根据基坑所邻近的结构不同,在地铁侧分段采取不同的支护措施,得到了隧道、车站以及出口结构的位移变化形式;并在此支护形式上改变其中围护桩的参数,分析影响地铁隧道、车站及其出口位移变化的因素,得到变化规律。所得结论如下:(1)基坑侧方同时存在地铁的隧道和车站结构,各部分位移差异较明显,分段采取不同的支护形式可以在满足施工质量与安全性的基础上兼顾工程经济性。(2)从隧道横向看,内侧隧道结构的位移明显大于外侧。从隧道纵向看,以隧道远离车站端为起点,隧道变形沿纵向逐渐增大,且变化幅度也在增大;在中点处变化幅度开始减小,隧道变形一直增大直到3/4处达到峰值;之后变形开始回落。(3)整体位移中,隧道横向变形程度随桩径增大而减小,随桩距增大而增大。竖向变形曲线则在中点附近相交,前半段沉降程度随桩径增大而减小,随桩距增大而增大;后半段则随桩径增大而减小,随桩距增大而增大。变化幅度呈规律性。(4)随着桩径增大,隧道和车站的最大横向位移减小,最大竖向位移以及出口的双向位移最大值均增大,变化呈线性。随桩距增大,隧道、车站及出口最大横向位移以及出口最大竖向位移均呈先减小后增大趋势,隧道和车站最大竖向位移则一直减小。图[94]表[12]参[54]
【学位单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：U456.3;U231;TU753
【部分图文】：

安徽建筑大学硕士学位论文第二章基坑开挖对侧方地铁隧道影响的相关理论-8-第二章基坑开挖对侧方地铁隧道影响的相关理论2.1引言根据前一章节所描述可知，基坑开挖对邻近既有地铁线路的影响主要还是通过对周围土体产生影响，进而影响到地铁隧道和车站等已存在的构筑物。而基坑施工是如何影响到周边土体、这种影响又是怎样传递到构筑物上的，对于其中的具体机理还需进一步探究。只有清楚理解了土体变形理论与影响传递的机理，才能针对可能出现的问题，提前做好应对与控制措施。本章将会对基坑开挖与土体变形的相关理论作出介绍，包括土压力理论、基坑变形机理、影响基坑变形的主要因素及相应的控制措施以及基坑工程施工对已存在的隧道的影响。2.2土压力理论2.2.1朗肯土压力理论朗肯土压力理论是古典理论之一，由著名科学家RankineW.J.M.于1857年提出。该理论概念明确，方法简便，沿用至今。它以半无限弹性土体为对象，研究了其中极限平衡状态区域的土体应力情况，并对极限应力推导出了理论解。为例便于计算，朗肯土压力理论作出以下假定：（1）假定挡土墙是刚性体，墙的背面垂直；（2）假定挡土墙背面的填土表面水平；（3）假定墙的背面光滑，即与填土之间不存在摩擦力。在此假定的条件下，挡土墙背面土体中的应力状态可以看做一个半无限体中的情况，而墙的背面则可以视为存在于半无限体内部的一个垂直平面。根据挡土墙的移动情况，墙后土压力可分为三类，即静止、主动和被动土压力，其产生条件如图2-1所示。朗肯的理论主要研究了主动和被动的土压力。图2-1静止（左）、主动（中）、被动（右）土压力产生条件

安徽建筑大学硕士学位论文第二章基坑开挖对侧方地铁隧道影响的相关理论-10-pK——被动土压力系数；c——黏性土的黏聚力，2/mKN。2.2.2库伦土压力理论库伦土压力理论同样是古典理论之一，由法国工程师Coulomb.C.A于1776年提出。他根据多年挡土墙设计经验，将研究的重点放在墙后产生滑动的土体楔块上，分析其静力平衡，进而给出了一种概念简明的土压力新的计算理论，在特定条件下拥有良好的适用性，沿用至今。库仑理论的内容是当刚性墙体受到背后无黏性土体推力向前移动到达某特定数值时，土体中的某个部分整体沿着滑裂面产生滑动的趋势，此时的楔块处在极限平衡的状态，而墙的背面受到主动土压力的作用。库伦土压力理论也有三个基本假定，分别是：（1）三角形楔块ABC在墙体向前移动的过程中沿着墙的背面AB和滑裂面BC下滑；（2）滑裂面BC是一个平面；（3）楔块ABC处在整体极限平衡状态，墙的反作用力与墙身法线呈一定角度向上，切不考虑楔块变形。如图2-2所示。图2-2库伦土压力计算图此时，主动土压力表达式为：aaKHP221（2-5）222]coscos(sin(sincos(cos(cosaK（2-6）式中：

土体隆起变形形式
【参考文献】

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本文编号：2870176