基坑开挖引起下卧地铁隧道变形的简化计算方法

基坑开挖将对周围土体造成应力扰动,打破地层的应力平衡状态,进而使下卧地铁隧道结构遭到不同程度的破坏。针对既有研究的不足,考虑地基土体的非均质性对作用于隧道上附加应力的影响,引入弹性层状半空间地基模型,建立基坑开挖对下卧隧道影响的两阶段分析法。采用Hankel积分变换得到作用荷载表达式,运用矩阵递推法,推导出层状地基中轴对称垂直荷载作用下土体竖向附加应力解。在此基础上,基于Winkler-Pasternak双参数地基模型将既有隧道视为Euler-Bernoulli长梁,建立隧道变形后的挠度平衡微分方程,采用有限差分法将方程简化并获得隧道纵向变形解析解。通过与Winkler地基模型对比,发现Winkler-Pasternak模型能体现地基弹簧的相互作用,计算结果更精确,而Winkler模型明显高估隧道纵向变形。结合有限元数值模拟和工程实例进行分析,证实所提出方法的有效性。研究成果为准确预测下卧隧道在基坑开挖卸荷作用下的变形提供了一定理论支撑。

多向荷载作用下岩溶区嵌岩桩嵌岩深度计算方法

针对多向荷载作用下岩溶桩嵌岩深度研究的不足,基于Hoek-Brown破坏准则和静力平衡原理,研究水平力、弯矩和竖向承载力作用下岩溶区桩基溶洞顶板受力特性,推导出三向荷载共同作用下嵌岩桩嵌岩深度计算公式。通过与规范和工程实例对比分析,证实了方法的实用性。在此基础上探讨了基岩顶面水平力、弯矩、竖向承载力与嵌岩深度之间的关系,三者对嵌岩深度最大值和最小值均有影响。