树根桩加固隧道基底的开挖模拟.pdf

《树根桩加固隧道基底的开挖模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、104低温建筑技术2010年第2期(总第140期)树根桩加固隧道基底的开挖模拟周燕，刘志强，陈佳宾(兰州交通大学土木工程学院．甘肃兰州7"30070)【摘要】采用ABAQus有限元软件对树根桩加固隧道基底的开挖过程进行数值模拟分析，发现采用树根桩加固后隧道开挖仰拱反弹明显减少，第一主应力和第三主应力均有所减小，说明在软弱黄土地区使用树根桩加固地基能起到改善土体，提高承载力，减少隧道衬砌受力，保持围岩自身稳定性的良好作用。【关键词】树根桩；软基加固；隧道；开挖模拟【中图分类号】TU473【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(

2、2mo)o2—0104-一02EXC蝴oNⅡAI1O工oFRooTPⅡoR㈣1rI舢，BAsIsZHOUYah，LIUZhi—qiang，CHENJia—bin(SchoolofCivilEngineering，La／lzhouJiaotongUniversity，Lanzhou730070，China)Abstract：InthisthesisABAQUSfiniteelementsoftwareiSusedtonumericalsimulateandanalyzetheexcavationprocessofrootpilesin

3、reinforcementtunnelbasis，findingthattheinvertreboundamountde-creasedobviouslyaftertherootpilesusedintunnelreinforcement．aslothefiretmainstressandthethirdmainstressarereduced．Theresultshowsthattherootpilescouldbeusedtoreinforcethefoundationtoimprovethesoilcapacity，reduc

4、ethetunnelliningforceandmaintainthestabilityofsurroundingrockinsoft—weakloessregion．Keywords：rootpile；softgroundreinforcement；tunnel；excavationsimulation树根桩(RootPil邸)是一种用压浆方法成桩的小直身以Ⅳ级为主，其中Ⅵ、V级围岩和Ⅳ级围岩分别占径钻孑L灌注桩，桩径通常在70～250mm，长径比大于隧道总长度的65．1％和34．9％。隧址区属自重湿陷3O。通常先利用钻机钻孔，再

5、放入钢筋笼，碎石，注浆性场地，场地地基土的湿陷等级为Ⅳ级很严重。为了管，经压力注浆成桩。其长度一般为6～20m，国外最提高隧道基底的承载能力，采用树根桩进行加固处长达30m。由于树根桩具有施工场地及操作空间小，理，树根桩长为3m，桩径15em，加固注浆纵向间距为对原有地基扰动小，布桩形式的多样性，施工引起的75cm，注浆压力为0．5—1MPa，注浆扩散直径40cm。噪声和振动小，桩体沉降小，对桩体周围土体的改良2建立模型等优点，树根桩的可用范围越来越广。目前国外树根建立的模型为上下土体厚度各50m，水平方向土桩己经较广泛地应用于地基

6、加固和基础托换工程中。体长度100m，对模型的左右边界施加水平方向约束，1工程概况底部施加水平和竖向约束。为得到树根桩加固隧道甘肃省平定高速公路静宁隧道属浅埋松软黄土基底的效果评价，分别模拟在未采用树根桩加固下的和弱胶结岩石型长隧道，隧址区位于静宁盆地北部边隧道开挖和采用树根桩加固后的隧道开挖两种情况缘，地貌上总体属于盆地边缘黄土粱峁区，地表覆盖进行对比分析，在隧道拱腰以上部位设置2m的加固层以上更新统风积黄土、饱和黄土、一般新黄土为主，圈，未加固的隧道模型底部直接为土体，加固后的隧下伏老黄土和泥岩。地层形成时代较新，地质构造变道模

7、型底部采用树根桩，桩长3m，桩径15cm，间距动影响较小。节理较发育。岩土体受风化作用、胶结程75cm，树根桩与仰拱底部相连接，使桩与隧道衬砌协同度等自身结构构造影响，力学性质上呈强度低，硬度变形，桩土之间采用法函数的接触算法，摩擦系数取小，成岩作用差，岩体整体性较好的特点。同时，风化0．3。隧道开挖过程简化为采用全断面开挖，这样得到作用、结构构造及胶结程度、岩体遇水软化性、不良地的结果虽然偏大，但由于分析的重点为树根桩加固前质对围岩划分影响较大。隧道上、下行线围岩划分为后的衬砌变形与受力情况的对比，因而模型的简化不5个岩段，经统计

8、，隧道进出口围岩以Ⅵ、V级为主，洞影响比较的结果，且得到的内力值偏于安全。周燕等：树根桩加固隧道基底的开挖模拟105经过现场采取土样，室内土工试验得到土体参数在受到开挖扰动后，会产生比较大的变形，在拱底没为：土体弹性模量25MPa，泊