隧洞开挖对邻近桩基影响的数值分析

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1、大连理工大学硕士学位论文隧洞开挖对邻近桩基影响的数值分析姓名：刘枫申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：年廷凯;杨庆20070601大连理工大学硕士学位论文摘要随着地面与地下空间的综合开发利用日趋增多，地面建筑与地下工程的冲突也日益受到关注。地铁隧道建设是城市地下空间开发的重点，是解决城市交通难的主要措施，然而无论是在既有隧洞上修建建筑(开洞地基)还是在既有建筑下开挖隧洞(地基开洞)，均会引起地下洞室产生有害变形及地基破坏。又由于城市地铁多建在建筑物己高度集中的地区，邻近高层建筑多采用桩基础，因此隧洞开挖引起的地层移动会对桩基

2、础施加轴向和侧向力，进而对建筑物的安全与稳定带来不同程度的影响。因此，研究隧洞开挖对邻近建筑桩基的影响具有重要的科学意义和工程实用价值。本文首先总结了目前国内外洞室地基稳定性及隧洞开挖引起邻近桩反应的研究现状，简要地介绍了土体本构模型理论及地层移动理论。接着介绍了论文所采用的大型有限元软件ABAQUS，并使用该软件进行了二维有限元分析。模型中考虑了土体和衬砌、土体和桩体之间的接触作用，采用Mohr．CaIll衄b弹塑性本构模型进行计算分析。研究的核心内容主要包括两部分，首先结合工程实例，分别采用加载系数法和强度折减法对开洞地基与地

3、基开洞后建筑物下土质洞室地基的破坏过程与整体稳定性进行了有限元数值模拟；在此基础上，针对不同的地面加载方式与洞室埋深，采用强度折减法与加载系数法对开洞地基开展了弹塑性有限元数值计算与分析。其次，通过具体工程算例，合理简化建立模型，研究了二维平面应变条件下隧洞开挖对邻近单桩的影响；分析了既定桩位条件下隧道开挖引起的典型桩身反应，接着变化桩位、桩长和桩径，总结了其反应的变化规律；进而研究了隧洞开挖对邻近群桩的影响，对比分析了群桩中基桩的反应，并比较了基桩和相同情况下单桩的响应。关键词：洞室地基；隧洞开挖；地层损失率；桩身反应；数值分析

4、隧洞开挖对邻近桩基影响的数值分析NumerialAnalysisoftheInfluenceofAdjaeentPileFoundationCausedbyTunnelingAbstractWiththerapidincreasingofcomprehensiveexploitationofgroundandund昭oundengineering,theconflictbetweengroundbuildingandundergroundea#ueeringisbecomingmoreandmoreobdons．Playingan

5、importantroleinexploitationofgroundandundergroundspaceinurbanarea,tunnelexcavatiOnisalleffectivemeasⅢcofsolvingcities’busytramc．However,thedeformationandfailureoffoundationwithcaverllsincludingthediggingholesingroundandconstructionafterdiggingholesgas’tbeignore&Furthe

6、rmore，inanurbanenvironment,manyhigh-risebuildingsaresupportedbypilefoundationsandtunnelingalmostinvariablywillcausegroundmovements，whichinturnwillimposeaxialandlateralforcesOntheadjacentpilefoundations，bringingsomeimpactsonsafetyandstabilityofthebuildings．Soitisimport

7、anttOanalyzetheeffectsoftunnelingOnadjacentpilefoundations．Inthisthesis，theauthorfirsttakesareviewonthestabilityofsoilcavegroundandpileresponsesInducedbytunnelling．Second,abriefIntroductionismadeabouttheoriesofconstitutivemodelsandgroundmovements．Thenafewwordsalesaida

8、bouttheFiniteElementAnalysisSoftware-ABAQUS，whichisadoptedtoanalyzethestabilityofsoilcavegroundandpileresponsesinatwo-dimens