复合地层大直径盾构隧道侧穿既有桩基扰动影响研究
刘德军1
乔可可1
商奇1
左建平1
段抗2
董海洋3
张成瑞3
1.中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)隧道工程灾变防控与智能建养全国重点实验室,北京 1000832.山东大学土建与水利学院,山东济南 2500613.中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院,北京 100083
摘要：城市隧道直径呈现大型化发展趋势,施工过程中不可避免地要在复合地层中侧穿各种类型建筑的桩基础.现有理论多集中于均质地层小直径隧道,有关复合地层大直径盾构隧道侧穿对既有桩基扰动影响的考虑较少.为此,考虑大直径盾构的特点,基于圆孔收缩理论将均质地层中隧道开挖引起的土体位移分为弹性阶段和弹塑性阶段,并考虑到计算点的连续性变化,推导了大直径盾构隧道开挖引起土体的应力、位移及塑性区半径的计算公式.进一步,将复合地层模型等效为均质地层模型与地层分层造成的附加界面力的共同作用,基于两阶段分析法,提出了复合地层中隧道开挖引起桩基水平位移和弯矩的计算方法.采用数值模拟反演,给出了附加界面应力的求解公式.通过与既有方法和数值结果的对比分析,验证了提出方法的合理性.最后将该方法应用到春风隧道工程中,分析了地层分界面位置对隧道侧穿既有桩基变形和内力的影响规律.结果表明:本文提出的方法能够考虑地层的分层效应,可以有效体现由于岩性改变而造成的位移变化;软中硬复合地层中,隧道变形量与分界面的位置有较大关系,桩基水平位移在分界面处呈现先减小后增大的趋势,桩基弯矩在分界面附近发生弯矩反向,且最大弯矩出现在软弱岩层中.本文为研究复合地层大直径隧道侧穿既有桩基的扰动影响提供了借鉴.
关键词：大直径盾构附加界面力桩基复合地层位移弯矩
分类号：TU398.9(建筑结构)
资助基金：国家重点研发计划(2023YFB2390300)国家自然科学基金(52478423)中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2024ZKPYLJ03)
论文发表日期：2024-11-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 1144-1156 )
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