针对隧道开挖对桩基工程影响的数值分析

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1、第28卷增刊岩土力学Vol.28Supp.2007年10月RockandSoilMechanicsOct.2007文章编号：1000－7598－（2007）增刊－0403－05隧道开挖对桩基工程影响的数值分析罗文林，刘赪炜，韩煊（北京市勘察设计研究院，北京100038）摘要：隧道开挖对邻近桩基工程影响的问题引起了国内外诸多学者关注。在概述目前研究成果的基础上，探讨了采用有限差分数值模拟技术模拟建筑物桩基的方法以及参数取值问题，并就北京某地铁隧道近距离穿越某桩基工程进行了模拟，分析了隧道开挖施工而引起周围土体及桩基的变形特点。其结果可为地铁建设中预测地铁开挖对于周围环境的影响提供参考。关键

2、词：隧道开挖；桩基础；数值模拟中图分类号：TU473文献标识码：ANumericalsimulationofbehaviourofpiledfoundationinfluencedbytunnelingLUOWen-lin,LIUCheng-wei,HANXuan(BeijingGeotechnicalInstitute,Beijing100038,China)Abstract:Moreattentionisfocusedontheproblemoftunnelingpassingacrosstheadjacentpilefoundation.Onthebasisofastudyofth

3、ecurrentresearchfindings,themethodandparameterdeterminationofnumericalsimulatingonpilefoundationarediscussed.AcasehistorythatthetunnelwasconstructedthroughtheadjacentpilefoundationinBeijingissimulated,anddeformationcharacteristicsofsurroundinggroundandneighboringpiledfoundationscausedbytunnelexca

4、vationareanalyzed.Theresearchresultscanbeservedasareferencetopredictingtheinfluenceonthesurroundingenvironmentbytunnelexcavation.Keywords:tunnelexcavation;pilefoundation;numericalsimulation（表1）的思路是：首先，估计隧道施工引起的自1引言由场地情况下桩基位置处土体的位移，然后把所估隧道开挖掘进会引起地层的位移，对于已有的计的土体位移施加于桩，利用各种方法（比如剪切结构，这种位移会降低其基础的承载力，同

5、时引起位移法、弹性理论法、有限差分法、有限单元法或[1]附加的变形、差异沉降以及侧向位移。当地层变边界元法等）分析桩的内力和位移。形超过一定范围时，就会危及邻近结构物的安全。对于埋置较深的桩基来说，一般桩基与隧道的相对表1采用两阶段法分析隧道对桩基影响的文献总结Table1Summarizeofresearchesontwo-stageanalysis位置较近，这种影响往往更加严重。在北京地区，阶段2：桩在位移作用下的由于地铁工程往往穿越繁华路段，路边高楼林立，文献来源阶段1：自由土体位移性状其中很多建筑都采用了桩基础；除此以外，市政桥Loganathan和Poulos简化的边界单元法（

6、Poulos悉尼大学（1998年）闭合解和Davis，1980年）梁也往往采用桩基加固。因此，隧道与桩基的共同宾希法尼亚州Peck（1969年），Mair作用问题非常突出。所以在隧道施工前，应正确预类似剪切位移法立大学等人（1993年）经验法测和掌握隧道施工对沿线结构物可能造成的不利影Loganathan和Poulos基于弹性理论法的程序日本（1998年）理论解（PRAB）响，为完善隧道设计以及隧道施工提供指导与参考。同济大学黄茂Loganathan和Poulos剪切位移法+有限差分法隧道开挖对邻近建筑物桩基影响的分析方法除松等（2005）（1998年）理论解了现场试验方法与模型试验方法

7、外，主要还有两阶悉尼大学有限单元法边界单元法段分析方法和完全数值方法[2−4]。两阶段分析方法伊朗有限单元法（未知）收稿日期：2007-05-31作者简介：罗文林，男，1978年生，硕士，工程师，主要从事岩土工程方面的设计与研究工作。E-mail:wenlinluo@163.com404岩土力学2007年完全的数值方法是相对于两阶段方法（在该方计算结果也更加可靠。但是，界面单元的模型参数法中，往往在一个阶段中采用经验法或弹性理论法）