基坑开挖诱发下卧盾构隧道纵向非线性变形研究

作者：康成; 叶超; 梁荣柱; 孙廉威^*; 方宇翔; 吴文兵

来源：岩石力学与工程学报, 2020, 39(11): 2341-2350.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2020.0529

• 土力学
• 基坑开挖
• 既有隧道
• 非线性地基模型
• 理论解析
• 竖向变形

目前预测基坑开挖诱发下卧盾构隧道纵向变形的简化计算方法大多采用弹性地基模型考虑隧道–地基的相互作用,无法进一步反映土体非线性变形特征。通过引入非线性Pasternak地基模型考虑隧道–地基的非线性相互作用,推导得到基坑卸载下盾构隧道纵向变形控制微分方程。通过有限差分法将隧道纵向变形控制微分方程转化为矩阵–向量形式,利用牛顿迭代法求解得到基坑卸载下盾构隧道纵向变形的数值解答。通过与三维有限元算例和2个工程案例进行对比分析,验证所提方法的合理性和适用性。研究表明:当基坑开挖引起盾构隧道纵向隆起量较小时,基于Winkler和Pasternak弹性地基模型的简化计算方法与所提方法均能较好地预测隧道纵向隆起位移量;而当基坑开挖引起盾构隧道纵向隆起位移较大时,基于Winkler和Pasternak弹性地基模型的简化计算方法明显低估盾构隧道的隆起量,而采用非线性Pasternak地基模型预测计算方法则提供更加可靠的预测结果。

• 单位
  广西大学; 建筑工程学院; 中国地质大学（武汉）; 上海建工集团股份有限公司