基于隧道工程引起的地层移动以及邻近桩反应研究

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1、浙江大学硕士学位论文隧道工程引起的地层移动以及邻近桩反应研究姓名：李坤申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：蔡袁强2003.2.1摘要城市地下交通系统在世界各国大城市近年来呈现迅速增长的趋势，尤其是那些面临交通问题的城市。地下交通系统的发展需要建设隧道，隧道工程往往引起地层移动和变形。由于城市隧道多建在建筑物已高度集中的地区，这些变形和沉降对邻近固有建(构)筑物和设施的损伤不可忽视。城市中很多高层建筑采用的是桩基础，隧道工程引起的地层移动会对桩基础施加轴向和侧向力。因此研究隧道工程对于周围土体和邻近桩基的影响就显得尤为重要。本文首先总结了目前国内外隧道工程引起的地层移动以及邻近

2、桩反应研究的现状，简要的介绍了土体本构模型理论以及地层移动理论。然后介绍了论文中所采用的有限元分析软件ABAQUS，并使用该软件进行了二维有限元分析。模型中考虑了土和衬砌、土和桩体之间的接触面作用，采用Mohr_colllomb弹塑性本构模型进行计算分析。研究内容主要包括两部分，一是分析自由场的地层竖向和水平向位移，即无桩情况下隧道工程施工对于周围土体的影响，并把用有限元分析得到的结果与用弹性解析解得到的结果进行了比较；二是考虑分析隧道工程对邻近桩体的影响，分析桩体反应。关键词：隧道工程有限元法本构模型地层移动桩反应ABSTRACTUndergroundtransportation

3、systemshaveincreasedrapidlyinmanylargecitiestheseyearsintheworld．especiallythosefacingaproblemwithtraffic．ThissystemrequiresatunnelconstructionwhichgeneratesgrounddisplacementsanddeformationswhichcanaffectthepreexistingbuildingsandmainservicesinurbansitesandcouldIeadt0unacceptabledamages．Inanu

4、rbanenvironment，manyhigh—risebuildingsaresupportedbypilefoundationsandtunnelingalmostinvariablywillcausegroundmovements．whichinturnwillimposeaxialandlateralforcesonthepilefoundations．Soitisimportanttoresearchtheeffectsoftunnelingonsoilaroundandadjacentpilefoundations．Inthisthesis，theauthorfirs

5、ttakesareviewonthecomputationaltheoriesofthegroundmovementsandpileresponsesinducedbytunnelling．Second，abriefintroductionismadeabouttheoriesofconstitutivemodelsandgroundmovements．ThenafewWOrdsaresaidabouttheFiniteElementAnalysisSoftware-ABAQUS．whichisusedtoanalyzethegroundmovementsandpilerespon

6、sesInatwo—dimensionFEAmodel．Thecon伯ctintemctionsbetweensoilandlining．andbetweensoilandpilearetakenintoaccount．TheconstitutivemodelemployedisMohr-Coulombplastioityw．thlinearelasticityassumedwithintheyieldstrengthSUrfaca．Themainstudyofthisthesisincludestwopans．First，estimationofthefree-fieldgrou

7、ndmovementsinducedbytunneIing(bothverticalandhorizontal)，i．e．．theeffectsoftunnelingonsoilaroundwithoutthepresenceofthepile，andcomparingtheresultswiththeelasticanalyticalresults；second。theimpositionofthesemovementsontheadjacentpileandthe