›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (4): 1075-1081.doi: 10.16285/j.rsm.2017.04.019

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

基于Mindlin解分析隧道开挖对近邻桩基的影响

周锦强1, 2,王树英1,阳军生1,傅金阳1   

  1. 1. 中南大学 土木工程学院,湖南 长沙 410075;2. 中铁二院昆明勘察设计研究院有限责任公司,云南 昆明 650200
  • 收稿日期:2015-05-22 出版日期:2017-04-11 发布日期:2018-06-05
  • 作者简介:周锦强,男,1989年生,硕士,现任助理工程师,主要从事隧道工程方面的研究和设计工作。

Influence of tunneling on neighboring piles based on Mindlin solution

ZHOU Jin-qiang1, 2, WANG Shu-ying1, YANG Jun-sheng1, FU Jin-yang1   

  1. 1. School of Civil Engineering, Central South University, Changsha, Hunan 410075, China; 2. Kunming Survey Design and Research Institute, China Railway Eryuan Engineering Group Co., Ltd., Kunming, Yunnan 650200, China
  • Received:2015-05-22 Online:2017-04-11 Published:2018-06-05

摘要: 预测隧道开挖对邻近桩基产生的附件内力和变形对隧道建设具有重要意义。传统弹性地基梁法忽略了相邻桩-土界面单元的相互作用和桩-土界面的塑性变形,其预测结果与实际有较大出入。基于Mindlin解考虑桩-土界面单元相互作用,假设桩-土界面为理想弹塑性体,根据摩尔-库仑准则得出桩侧土体的极限剪应力和极限土压力,可由本构方程得出隧道开挖引起的桩基附加内力和变形的塑性解。将该方法得到的塑性解与离心试验结果进行对比,验证了该方法的合理性。新方法考虑了桩身相邻桩-土界面单元的相互作用,得到的附加变形较传统地基梁解大。最后,讨论了桩-土界面塑性变形对桩基附加内力及变形的影响,由于不考虑桩-土界面塑性变形,导致桩基附加内力和变形产生较大偏差,并且随着地层损失率增加,偏差增大。

关键词: 隧道, 桩基, Mindlin解, 桩-土界面

Abstract: Predicting the internal forces and deformation of the adjacent pile is significantly important for the impacts of tunnel excavation. The traditional elastic foundation beam method ignores the plastic deformation of pile-soil interface and its interaction, resulting error between actual results and predicted values. Based on Mindlin solution, we assume the interface is perfectly elastic-plastic for the pile-soil interactions, and derive the maximum shear stress and lateral soil pressure according to Mohr Coulomb criterion. From the constitutive equations, we derive the plastic solutions considering internal force and deformation of the pile due to tunneling. The validity of this new method can be verified by comparing the plastic solutions and the centrifugal test results. By accounting the plastic deformation in pile-soil interface, additional deformation by proposed procedure is greater than that by traditional foundation beam methods. Finally, the effects on the internal forces and deformation of adjacent pile are analyzed. Results show that large deviation of internal force and deformation in pile occurs in case where plastic deformation of pile-soil interface being ignored, and this deviation increases with the increase of ground loss rate.

Key words: tunnel, pile, Mindlin solution, pile-soil interface

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