隧道開挖對臨近建筑物影響的數(shù)值分析研究.pdf

1、隧道開挖施工引發(fā)土體變形，地面產生不均勻沉降，從而導致臨近建筑物結構的內力發(fā)生變化，輕者影響建筑物正常使用，重者對建筑物和人生安全構成威脅，該問題已成為巖土工程領域急需解決的重要工程課題。為了掌握隧道開挖施工對臨近建筑物影響的規(guī)律，本文采用三維有限元數(shù)值模擬方法開展了隧道開挖對臨近建筑物影響的研究，主要研究內容包括：
　　 1.建立了考慮土與上部結構共同作用、隧道施工過程的開挖對臨近建筑物影響的三維有限元分析模型，利用ABAQU

2、S軟件實現(xiàn)了不同結構形式和不同位置關系建筑物情況下有限元模型的求解，探討了地面沉降和建筑物內力隨隧道施工推進的變化規(guī)律。
　　 2.探討了自由場地、有建筑物場地條件下隧道開挖對地面沉降的影響規(guī)律。計算結果表明，自由場地上的地面沉降較有建筑物場地的大，建筑物沉降近似線性分布。建筑物上部結構剛度抑制了建筑物沉降的發(fā)展，建筑物沉降隨隧道施工推進逐漸達到穩(wěn)定狀態(tài)。有建筑物場地的地面沉降槽表現(xiàn)為非對稱形態(tài)。
　　 3.建立了隧道及

3、其臨近框架建筑物的三維有限元模型，利用ABAQUS軟件計算了建筑物與隧道三種不同位置關系下隧道開挖引起的框架結構位移和內力，探討了隧道開挖過程中框架結構的位移變化的規(guī)律和中柱及梁跨端部彎矩分布規(guī)律。計算結果表明，建筑物越靠近隧道軸線，其豎向位移和水平位移越大，結構的彎矩變化越明顯，三種情況都表現(xiàn)為底層結構所受影響程度最大。
　　 4.針對磚砌體建筑物與隧道軸線平行、正交、重疊以及成45°斜交等四種位置關系，建立了隧道及其臨近磚砌