论文部分内容阅读
当前,在拥挤的大城市中,各种用途的隧道都得到了广泛应用。然而,在城市中进行隧道开挖可能导致地表位移和邻近桩基础的倾斜问题。因此,对隧道开挖导致的土体位移、隧道开挖面稳定性以及隧道与邻近桩基础的相互作用进行分析显得十分重要。为此,众多研究通过采用现场监测、离心机试验和数值模拟来分析隧道-土-桩相互作用。但是,隧道-土-桩相互作用常常被简化为二维问题(即平面应变问题),且众学者并未深入了解并系统分析群桩中的荷载传递机制。 本研究采用三维固结耦合有限元模型,研究了隧道开挖对既有2×2群桩的影响。各向同性模型预测的沉降槽比各向异性模型预测的沉降槽更浅更宽,因此本文采用各向异性模型建模分析。 模拟了在饱和硬黏土中开挖半径为6m的隧道,同时分析了在三种不同高跨比(C/D=1.5,2.5,3.5)条件下隧道开挖对桩距为2.1m(0.35D)群桩的力学响应。结果表明,隧道开挖面距离群桩较近时对桩的影响更大。当隧道开挖接近群桩时对群桩的影响大于隧道开挖结束后对群桩的影响。 隧道埋深对群桩的影响尤为重要。当隧道深度处于群桩长度的中间位置附近时,可能导致桩产生最大弯矩,但此时群桩沉降量和倾斜度相对较小。基于某一沉降标准,当隧道高跨比C/D分别为1.5,2.5和3.5时,群桩承载力的损失率分别为9.1％,23.7%和25.8%。当隧道的高跨比为2.5时,荷载在桩群中会重新分布,最大荷载出现在前排桩与后排桩位置,同时,桩帽也会出现偏向隧道方向的最大倾斜度。研究发现,隧道高跨比为2.5的情形比高跨比为1.5和3.5的情形更为不利。