考虑埋深与剪切效应的基坑卸荷下卧隧道的形变响应

基坑卸荷将对下卧既有隧道产生附加荷载。结合工程实际,提出考虑隧道剪切效应及埋深效应的基坑开挖下卧隧道形变响应的半解析解。引入能考虑隧道埋深的修正基床反力系数,再由Mindlin解给出基坑卸荷对下卧隧道产生的附加荷载。视既有隧道为埋置于Pasternak地基上的Timoshenko梁,将附加荷载施加于隧道并计算其响应,提出可考虑隧道埋深及剪切效应的下卧隧道在基坑卸荷下的响应解。与三维有限元数值模拟、杭州地铁一号线九寨河基坑的测量结果的对比,验证了所提方法的准确性。针对隧道等效抗弯刚度、等效剪切刚度对隧道内力及变形的影响进行系统的敏感性分析。结果表明,采用Timoshenko梁模拟隧道可更好地分析隧道的力学响应;当提高隧道抗弯刚度,隧道的位移值、弯矩值和剪力值会显著下降,但其分布范围会增大;隧道最大正弯矩及最大剪力所在位置保持不变,不受隧道抗弯刚度值的影响,但最大负弯矩所在位置会随抗弯刚度的增大向隧道两端移动,当隧道剪切刚度超过抗弯刚度的20%时隧道位移、弯矩、剪力几乎均不再受剪切刚度的影响。所得结论可为类似工程提供一定理论支持。

基坑卸荷开挖对下卧地铁隧道影响的数值分析

基坑卸荷开挖引起围岩应力场的改变,必然对下卧运营隧道的安全性造成影响。以北京地铁8号线上方基坑卸荷开挖为背景,运用MIDAS/GTS软件、分别针对3种不同工况对施工全过程进行动态模拟。结果表明:基坑按分块、小面积开挖,底部土体注浆加固可以有效控制隧道隆起变形。隧道隆起变形近似呈正态分布,最大值发生在基坑正下方的隧道断面,从基坑正下方沿隧道纵向向左右各30m为开挖主影响区,左右各60m范围为开挖扰动区。

邻近基坑卸荷情况下地铁隧道变形规律及加固措施

以西安一地铁区段附近地铁车站基坑开挖为工程背景,建立三维有限元模型,对基坑卸荷开挖进行动态模拟,分析开挖过程中既有隧道结构的变形规律,探究保证隧道结构稳定的加固措施。结果表明:基坑卸荷完成后,近基坑隧道结构变形较大,且竖向变形远大于水平变形,施工过程中应重点监测管片竖向变形;基坑底板的竖向位移变化速率和位移均较大,须加强监测并采用控制措施限制坑底土体的回弹变形;采用环向管幕和抗浮锚索综合加固措施,在基坑全部卸荷完成后,隧道隆起最大值为9.68 mm,水平位移最大值为1.92 mm,满足隧道变形控制标准,变形控制效果显著。

基坑开挖过程中软土卸荷强度研究

基坑开挖,周围土体应力应变发生变化,导致土体结构损伤及工程性质变异,最重要的是强度降低,这一影响对坑底土体尤其明显.土体扰动后的强度是抵抗基坑变形所能发挥出的真实强度值,而通过常规室内试验提供的基坑设计强度参数并不能很好地与其吻合,这给基坑设计与稳定性评估带来较大的误差.

新建排水工程基坑施工对既有地铁隧道的影响分析

地铁保护区范围内工程施工不可避免地涉及对既有城市轨道交通设施的影响与保护问题.以徐州市津浦东路排水工程基坑上跨地铁1号线盾构区间为背景,采用精细化的数值模拟方法,针对不同基坑开挖卸荷条件下既有盾构隧道的影响进行研究.研究结果表明:一次开挖卸荷20 m,引起隧道结构变位位移大于5 mm,不满足地铁安全保护变形控制值要求;优化后的分段开挖方案,盾构区间的各项变形指标均在安全控制要求范围内;基坑开挖卸荷对隧道结构的受力状态影响较小,经检算,隧道结构的受力状态基本未改变,隧道主要呈压弯受力.

砂卵石地层基坑开挖对侧方地铁交叉隧道和车站的影响分析

以成都某近邻运营地铁结构的基坑工程为背景,运用有限元法分析研究基坑大范围开挖卸载期间支护结构,尤其是斜撑加基底支挡桩支护形式的变形及受力特性,且重点分析基坑侧方地铁交叉隧道及车站的变形特性及受力变化。研究结果表明:(1)斜撑加基底支挡桩支护体系构造简单、受力明确;(2)基坑开挖卸荷使地铁隧道整体变形趋势表现为偏向基坑一侧,且变形分布形态呈"鸭蛋"状;(3)基坑开挖卸荷使侧方交叉隧道内力增大,且内力分布形态发生一定程度的偏转(偏向基坑侧),呈现出偏压状态,故实际工程中应加强动态监测;(4)基坑开挖期间近基坑侧车站端头发生整体上浮,而远离基坑侧发生下沉,即地铁车站发生一定程度的倾斜,因此基坑大范围开挖过程中应予以重点关注。

卸荷软土的应力路径及对强度影响的研究

分析了基坑开挖作用分区的特征以及坑底土体强度变化规律,比较了软土卸荷强度与常规取土试验强度间的差异,对于基坑稳定性评估与加固设计具有重要意义。

基坑空间特征对开挖卸荷条件下残余应力的影响

基坑形状及尺寸效应对开挖卸荷条件下残余应力的影响主要通过数值分析、模型试验或现场监测等方法进行研究,但这些方法均缺少严格的数学理论依据。基于土体附加应力Mindlin解,分析基坑空间特征对开挖卸荷条件下残余应力的影响,为市政工程基坑设计与施工提供指导与参考。研究表明,基坑开挖卸荷条件下的残余应力对宽深比较小的基坑安全稳定性起到有利作用。