隧道开挖作用下桩基水平位移简化解析解

为研究隧道开挖卸荷下桩基的水平位移响应,把桩基简化为置于Winkler地基上的具有等效抗弯刚度的Euler-Bernoulli连续梁,提出一种计算既有桩基在邻近隧道开挖卸荷下的水平变形响应理论计算方法。采用Loganathan理论计算隧道开挖引起既有桩基位置处的自由土体水平位移;将桩基位置处的自由土体水平位移施加于既有桩基之上,基于桩基与地层土体的位移耦合条件建立桩基水平位移平衡方程;通过求解得到隧道近距离开挖引起桩基水平位移解析解。将理论计算结果与文献中的边界元模拟结果、有限元模拟结果和现场监测结果进行对比,验证了所提方法的正确性。最后,对隧道开挖引起桩基水平位移响应进行参数分析,提出计算隧道开挖引起桩基最大水平位移的参数预测公式。研究结果表明:桩基最大水平位移受隧道埋深、开挖尺寸、隧道与桩基间距影响较为显著,与隧道埋深近似呈线性增长关系,受桩径变化影响较小。