软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变-基坑支护工程.docx

软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变:基坑支护工程作者简介：张俊峰（1973），男，博士生，主要从事城市建设土木工程、结构工程、岩土工程方面的研究，（Email）[e-mail]。王建华（通信作者），博士生导师，教授，(Email)[e-mail]。摘要：软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力，引起周边土体的位移，对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响，并且可能危及临近地铁隧道的安全。对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法。基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解，隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析。隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析，并且考虑隧道与土体的相互作用。通过引入软土的非线性流变模型，考虑了软土变形的时间效应，因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析。还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论，通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析，隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性。关键词：隧道隆起；基坑开挖；土与隧道结构共同作用；非线性流变；明德林解；布辛奈斯克解中图分类号：TU311.41文献标志码：A文章编号：16744764（2012）03001006NonlinearRheologicalAnalysisonTunnelDisplacementInducedbyAdjacentExcavationinSoftClayZHANGJunfeng1,WANGJianhua1,WENSuolin2(1.CivilEngineeringDepartment,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,P.R.China;2.ShanghaiTunnelEngineeringCo.,Ltd.,Shanghai200082,P.R.China)Abstract:Deepexcavationinsoftclayoftenbringssoilstressdisturbanceandsoildeformation,whichwouldbringdifferentialsettlementandstructuralcracks.Itprobablybringssafetyproblemstoadjacentundergroundtunnels.Therefore,itisnecessarytopredicttunneldisplacementinducedbyexcavationfortunnel’ssecurity.Anewmethodwasproposedtoestimatetheheaveofunderlyingtunnelinducedbyadjacentexcavationverifiedbyfieldmeasurements.ThesoildeformationbyexcavatedsoilgravitywasanalyzedbyapplicationofBoussinesqsolution.ThesoildeformationbytunnelsurfacepressurewasanalyzedbyMindlinsolution.Thetunnelwasassumedtobeanelasticbeamonfoundationtosimulatethetunnel,inwhichinteractionanalysisoftunnelandsoilwasemployed.Inconsiderationofrheologicsoil，Viscoelasticmodelwasemployedtoanalyzesoilnonlineardisplacementwithtimeinsoftclay.Tunneldisplacementswerediscussedbydifferentexcavationcases.Acasestudyshowedagoodagreementbetweentheresultsfromthepredictionandthemeasurement.Keywords:tunneldisplacement;excavation;tunnelsoilstructureinteraction;nonlinearrheological;Mindlinsolution;Boussinesqsolution近年来在城市建设、市政交通施工中经常会碰到这种地铁隧道上方进行基坑开挖的情况。这种土体开挖引起了基坑周边土体应力场的改变，进而可能引起临近构筑物的不均匀沉降和混凝土开裂等不利影响。同样，地铁隧道的不均匀沉降可造成隧