考虑隧道剪切效应的基坑开挖对邻近隧道纵向变形分析

作     者：梁荣柱 林存刚 夏唐代 吴世明 LIANG Rongzhu;LIN Cungang;XIA Tangdai;WU Shiming

作者机构：浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉410074 宁波大学建筑工程与环境学院浙江宁波315211 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 杭州庆春路过江隧道有限公司浙江杭州310002 

出 版 物：《岩石力学与工程学报》 (Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering)

年 卷 期：2017年第36卷第1期

页      面：223-233页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 0709[理学-地质学] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0708[理学-地球物理学] 0815[工学-水利工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51678547 51378463) 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室开放基金项目(KLE-TJGE-B1402)~~ 

主　　题：隧道工程 既有隧道 基坑开挖 Timoshenko梁 纵向变形 剪切效应 

摘      要：基坑施工将打破周围地层已平衡的应力场,引起应力释放,对既有下卧地铁隧道产生不利的影响。针对既有研究的不足,提出考虑隧道剪切效应的基坑开挖对下卧隧道影响的解析解。既有隧道简化为搁置于Winkler地基上的Timoshenko梁。通过两阶段分析法,考虑基坑卸荷作用下已建隧道的响应。首先基于Timoshenko梁理论,建立考虑隧道剪切效应的隧道纵向变形微分方程,然后将由Mindlin弹性解计算得到附加荷载施加于既有隧道上,最后通过有限差分法得到在附加荷载作用下隧道的纵向变形解答。收集3个已发表工程实例的实测数据,并与本文方法及Euler-Bernoulli梁法的计算结果进行对比分析,发现实测结果与2种方法得计算结果有较好的一致性。然而,在内力分析上,相对比于本文方法,Euler-Bernoulli梁法明显高估基坑卸荷引起的隧道弯矩与剪力。由于本文方法可有效模拟既有隧道剪切效应,因而可进一步给出1在卸荷作用下隧道管片间错台量。研究成果可为合理预测邻近基坑施工对既有隧道的影响提供一定的理论支持。