›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S2): 229-235.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

层状地基中地铁施工垂直穿越既有管道变形分析:耦合方法与两阶段方法对比

张治国1, 2,黄茂松2,王卫东3,张孟喜1   

  1. 1. 上海大学 土木工程系, 上海 200072; 2. 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092; 3. 华东建筑设计研究院有限公司, 上海 200002
  • 收稿日期:2010-07-29 出版日期:2010-12-10 发布日期:2011-01-12
  • 作者简介:张治国,男,1978年生,博士,博士后,主要从事城市地下工程施工对周围环境影响评估方面的研究。
  • 基金资助:

    国家杰出青年科学基金资助项目(No. 50825803);国家自然科学基金资助项目(No. 51008188);教育部高等学校博士点基金项目(No. 0247066);中国博士后科研基金项目(No. 20100470677)。

Deformation analysis of existing pipe traversed vertically by tunneling in layered soil: comparison between coupling method and two-stage method

ZHANG Zhi-guo 1.2, HUANG Mao-song2, WANG Wei-dong3, ZHANG Meng-xi1   

  1. 1. Department of Civil Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China; 2. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. East China Architecture Design Institute, Shanghai 200002, China
  • Received:2010-07-29 Online:2010-12-10 Published:2011-01-12

摘要:

地铁施工引起的临近既有管道变形是城市轨道交通建设中较为关心的施工问题。目前,针对该领域的研究一般假定地基土体均质,而没有考虑地基的自然成层性,此外大多没有考虑既有管道变形与土体自由位移场相互作用的耦合效应。为此,基于弹性层状半空间地基模型,针对隧道开挖边界引入非均匀收敛变形径向土体位移移动模式,提出了层状地基中地铁施工垂直穿越既有管道变形的耦合分析方法和两阶段分析方法,并进行了算例对比和参数分析。结果表明:耦合方法在分析非均质层状地基时具有较好的计算精度,其精度要高于基于Loganathan和Poulos公式的两阶段方法;同时,地基土体的成层性对既有地下构筑物的变形性能具有较大影响。研究成果可为合理制定城市地铁施工对周围环境影响的保护措施提供一定的理论依据。

关键词: 地铁, 管道, 层状地基, 垂直穿越, 耦合分析, 两阶段分析

Abstract:

The influence on the deformation behavior of existing pipes induced by tunneling is a problem highly concerned by the geotechnical engineers during the urban subway construction. However, previous solutions are usually based on the assumption that the ground is homogeneous. There has very little investigation into the problem of tunneling in multilayered soils and coupling effects between existing municipal pipes and surrounding soil. The elastic layered half space soil model is combined with the analysis to consider the soil nonhomogeneous characters, and the nonuniform convergence soil deformation model is imposed to the tunnel opening boundary, the coupling method and two-stage method are presented for response analysis for existing pipes traversed vertically by tunneling in layered soil. The results indicate that the accuracy of the proposed coupling method is better than the two-stage method based on the closed form solution by Loganathan and Poulos (1998). And the soil nonhomogeneity, neglected in previous solutions, has a significant influence on the deformation behavior of existing pipes induced by tunneling in multilayered soils. It may provide certain basis to draw up correctly protective measurements of environmental effects influenced by adjacent tunneling.

Key words: subway, pipe, layered soil, traverse vertically, coupling analysis, two-stage analysis

中图分类号: 

  • U 45
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