1. 河海大学 岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,南京 210098;
2. 浙江大学 滨海和城市岩土工程研究中心,杭州 310058;
3. 浙江省建筑设计研究院,杭州 310006;
4. 浙江大学建筑设计研究院有限公司,杭州 310012
作者简介:应宏伟(1971—),教授,博士生导师,从事地下工程、软黏土力学与地基处理方面的研究
基金资助:
1. Key Laboratory of Ministry of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;
2. Research Center of Coastal and Urban Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China;
3. Zhejiang Province Institute of Architectural Design and Research, Hangzhou 310006, China;
4. Architectural Design and Research Institute of Zhejiang University, Hangzhou 310012, China
摘要: 软黏土基坑开挖引发的地层变形与时间密切相关,采用现有忽略时间效应的方法计算坑底下方隧道的响应将低估其变形。分区卸载是工程中常用的利用时空效应原理控制下方隧道变形的有效措施,而目前工程中评估分区效果时大多只考虑卸载的空间效应而忽略时间效应。首先,通过杭州某基坑案例的三维有限元数值模拟分析和实测数据的对比,讨论了软黏土地层中基坑分区卸荷时土体固结和蠕变对下方盾构隧道变形的影响和考虑时间效应的必要性;之后,利用Mindlin解给出基坑分区开挖卸荷在隧道处产生的竖向附加荷载,引入能考虑软黏土时间效应的地基基床反力系数,将既有隧道视为Timoshenko梁搁置于Pasternak地基上,将开挖引起的附加荷载施加在隧道上,通过每个分块开挖工况隧道变形的叠加,获得了考虑分区卸载和时间效应的软黏土基坑开挖引起下卧既有隧道响应的半解析解;最后,将该解应用于工程实例分析,实测数据和数值模拟结果的对比验证了解的适用性。分析结果表明:软黏土基坑开挖诱发下卧隧道的变形与时间密切相关,坑底土体负孔压消散的主固结、土骨架蠕变的时效性均不可忽视;现有两阶段分析方法中的地基基床系数未能考虑其随时间的衰减,而本文方法可以更好反映隧道-软黏土地基的相互作用过程;在开挖及分块浇筑底板及施加反压荷载的速度相同的前提下,以小面积、分条方向垂直于下方隧道轴线为主的条块式分区卸载方案,更有利于控制隧道变形。
中图分类号:
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