考虑埋深与剪切效应的基坑卸荷下卧隧道的形变响应

作     者：徐日庆 程康 应宏伟 林存刚 梁荣柱 冯苏阳 XU Ri-qing;CHENG Kang;YING Hong-wei;LIN Cun-gang;LIANG Rong-zhu;FENG Su-yang

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 浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心浙江杭州310058 河海大学岩土工程科学研究所江苏南京210098 挪威岩土工程研究所奥斯陆0806挪威 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉410074 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2020年第41卷第S01期

页      面：195-207页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0815[工学-水利工程] 0903[农学-农业资源与环境] 0813[工学-建筑学] 0901[农学-作物学] 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：国家自然科学基金项目(No.41672264,No.41702313,No.41807262) 浙江省重点研发计划项目(No.2018C03G2010707) 

主　　题：深度效应 既有隧道 基坑卸荷 Timoshenko梁 剪切效应 

摘      要：基坑卸荷将对下卧既有隧道产生附加荷载。结合工程实际,提出考虑隧道剪切效应及埋深效应的基坑开挖下卧隧道形变响应的半解析解。引入能考虑隧道埋深的修正基床反力系数,再由Mindlin解给出基坑卸荷对下卧隧道产生的附加荷载。视既有隧道为埋置于Pasternak地基上的Timoshenko梁,将附加荷载施加于隧道并计算其响应,提出可考虑隧道埋深及剪切效应的下卧隧道在基坑卸荷下的响应解。与三维有限元数值模拟、杭州地铁一号线九寨河基坑的测量结果的对比,验证了所提方法的准确性。针对隧道等效抗弯刚度、等效剪切刚度对隧道内力及变形的影响进行系统的敏感性分析。结果表明,采用Timoshenko梁模拟隧道可更好地分析隧道的力学响应;当提高隧道抗弯刚度,隧道的位移值、弯矩值和剪力值会显著下降,但其分布范围会增大;隧道最大正弯矩及最大剪力所在位置保持不变,不受隧道抗弯刚度值的影响,但最大负弯矩所在位置会随抗弯刚度的增大向隧道两端移动,当隧道剪切刚度超过抗弯刚度的20%时隧道位移、弯矩、剪力几乎均不再受剪切刚度的影响。所得结论可为类似工程提供一定理论支持。