基于局部刚度修正法的盾构隧道下穿历史保护建筑数值模拟分析

局部刚度修正法可以考虑接头和手孔对管片衬砌环的刚度影响,其假定管片接头及手孔附近区域的刚度应该进行修正,而管片其余区域的刚度却保持原有刚度。文章考虑管片环向接头引起的衬砌环刚度折减,采用小应变硬化土本构模型分析盾构掘进引起的衬砌结构内力、地表沉降和周边土体位移响应,建立了隧道-土体-建筑相互作用的三维有限元数值模型,并在上海地铁11号线双线区间盾构隧道下穿越历史保护建筑物工程中进行了应用。作为对比,建立了基于惯用法的三维数值模型,并与现场实测结果进行对比,结果显示,局部刚度修正法和实测值吻合更好。模拟结果表明,既有建筑不仅改变了地表的沉降槽,而且极大地减小了沉降槽相关点的水平位移;既有建筑的扭曲值与隧道开挖面和既有建筑的位置有关,且最终既有建筑的扭曲值并未随施工的结束而减小,而是保留了较大的残余扭曲。文章所提出的模拟方法可为软土地区盾构施工扰动控制研究提供参考。

管廊隧道开挖对上覆在建深基坑影响的三维有限元分析

以沈阳某盾构法综合管廊隧道下穿在建盖挖顺做法基坑为工程实例,在对工程实测数据进行分析基础上,利用小应变硬化本构模型进行三维有限元数值模拟研究,分析了盾构隧道下穿在建基坑引发的围护结构位移、水平支撑变形和基坑内既有结构变形。研究表明,利用小应变硬化本构模型可对盾构隧道下穿在建基坑问题进行较好的模拟;盾构隧道下穿基坑将引发围护结构顶部产生差异沉降;基坑内已施工完成的结构和水平支撑将发生'两边沉降大,中间沉降小'的上凸型变形;合理设计的立柱可有效控制盾构下穿引发的水平支撑沉降。