岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (8): 2176-2190.doi: 10.16285/j.rsm.2021.2108
王祖贤1,施成华1,龚琛杰1,曹成勇2,刘建文1,彭铸1
WANG Zu-xian1, SHI Cheng-hua1, GONG Chen-jie1, CAO Cheng-yong2, LIU Jian-wen1, PENG Zhu1
摘要:
既有用于基坑开挖引起下卧盾构隧道纵向变形计算的解析模型,往往将盾构隧道视为两端自由的无限长梁,限制了此类模型的适用范围。针对邻近车站(工作井)基坑开挖引起下卧盾构隧道纵向变形问题,将车站(工作井)―隧道连接节点对盾构隧道的约束视为一转动刚度为 Kθ 的旋转弹簧和一竖向链杆,建立了开挖卸荷作用下邻近车站(工作井)盾构隧道纵向变形分析的Winkler地基 - Timoshenko 梁模型,基于力法基本原理严格推导了解析模型的差分解。通过与一维弹性地基梁有限元数值解和邻近车站基坑开挖诱发下卧盾构隧道纵向变形的整体有限元计算结果的对比,验证了解析模型的可靠性和适用性。进一步的参数分析结果表明:车站(工作井)―隧道连接节点转动刚度 Kθ 对隧道纵向变形和内力具有显著影响,连接端处隧道内力随 Kθ的增大而非线性增大,而隧道横截面转角的变化却恰好相反,且车站(工作井)-隧道连接节点采用柔性连接时能更好地保障此节点处盾构隧道的工作性能;当基坑中心距车站-隧道连接节点的距离在4~5倍的基坑宽度(沿隧道轴向)范围内时,连接节点对隧道端部的约束效应不可忽略,应采用该模型进行盾构隧道纵向性能评价;上覆基坑开挖对下卧盾构隧道的影响主要集中在自基坑中心2倍基坑长度(横隧道轴向)以内。
中图分类号:
[1] | 秦爱芳, 孟红苹, 江良华. 电渗−堆载作用下非饱和土轴对称固结特性分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 97-106. |
[2] | 汪磊, 张立婷, 沈思东, 徐永福, 夏小和. 分段循环荷载作用下非饱和土轴对称固结特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 203-212. |
[3] | 翟张辉, 张亚国, 李同录, 肖书雄, . 考虑边界效应的非饱和土圆柱孔扩张问题解析[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 301-311. |
[4] | 黎春林. 盾构开挖面三维曲面体破坏模型 及支护力计算方法研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2092-2102. |
[5] | 杨建平, 王琛, 黄煜诚, 秦川, 陈卫忠, . 水下盾构隧道运营期管片应变增量变化规律研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(8): 2253-2262. |
[6] | 张治国, 叶铜, 张成平, PAN Y T, 吴钟腾, . Stokes二阶波作用下斜坡海床中盾构隧道周围 砂土渗流压力响应分析[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1635-1659. |
[7] | 杨涛, 吉映竹, . 变荷载下长排水体-短不排水桩 复合地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1187-1196. |
[8] | 朱旻, 陈湘生, 张国涛, 庞小朝, 苏栋, 刘继强, . 花岗岩残积土硬化土模型参数反演及工程应用[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 1061-1072. |
[9] | 李镜培, 刘耕云, 周攀, . 基于相似性原理超固结土不排水扩张半解析解[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 582-590. |
[10] | 刘维正, 戴晓亚, 孙康, 艾国平, 雷涛. 地铁盾构隧道近距离上穿既有线路 纵向变形计算方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 831-842. |
[11] | 邱金伟, 权全, 刘军, 童军, 胡波, . 考虑非等温环境下污染物在黏土中的运移解析模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 423-431. |
[12] | 赵爽, 余俊, 刘新源, 胡钟伟. 悬臂式刚性墙动力响应解析研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 152-159. |
[13] | 王祖贤, 施成华, 刘建文. 非对称推力作用下盾构隧道附加响应的解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2449-2460. |
[14] | 卢一为, 丁选明, 刘汉龙, 郑长杰, . 均匀黏弹性地基中X形桩纵向振动 响应简化解析方法[J]. 岩土力学, 2021, 42(9): 2472-2479. |
[15] | 仇超, 李传勋, 李红军, . 单级等速加载下高压缩性软土 非线性大应变固结解析解[J]. 岩土力学, 2021, 42(8): 2195-2206. |
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