基坑开挖引起下卧既有隧道变形的简化计算方法

作     者：唐汐 TANG Xi

作者机构：北京市轨道交通建设管理有限公司北京100068 城市轨道交通全自动运行系统与安全监控北京市重点实验室北京100068 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2023年第67卷第5期

页      面：80-87页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(41807262) 

主　　题：基坑开挖卸载 隧道变形 Euler-Bernoulli梁 Vlasov地基 侧向土体作用 简化算法 

摘      要：为得到基坑开挖对邻近下卧既有隧道变形受力影响,提出一种可预测基坑开挖对下卧隧道竖向变形影响的简化计算方法。采用Mindlin解获得基坑开挖引起既有隧道轴线处的附加应力,将隧道假定成无限长Euler-Bernoulli梁搁置在Vlasov地基;引入隧道侧向土体的影响,考虑既有隧道两端约束,进一步得到隧道竖向变形差分解。工程案例研究表明:与既有文献中有限元数据和实测数据对比,验证了该方法计算结果的合理性;与将隧道搁置在Vlasov地基模型(EB-V模型)和Winkler(EB-W模型)地基模型的解析计算结果比较,本文方法计算结果更贴近实测数据。进一步参数研究表明:隧道与基坑中心间距、隧道埋深以及土体模量的增大会引起隧道竖向变形及内力减小;随着既有隧道抗弯刚度逐渐增大,隧道竖向变形会逐渐减小,但会引起既有隧道内力增大。