基坑开挖对邻近隧道位移影响的数值模拟分析

摘要

随着国家城市化的大力推进，高楼大厦层层叠起，地上资源已很难满足人们的日常需求，地下商场，地下停车场，地下宾馆，地下轨道交通等等地下资源的出现，足以显示出人们对于地下资源的需求程度。而基坑工程是地下建设中的一种，基坑工程的建设也是地下建设的基础，随着地下建筑的逐渐增多，在邻近的隧道进行基坑开挖，就要考虑其对于隧道以及周围建筑物的影响。 本文以隧道的变形理论为指导依据，结合在深圳地铁2号线旁进行基坑开挖的实际工程事例，运用FLAC3D软件进行建模，针对基坑开挖导致的邻近隧道位移变化这一情况进行数值模拟分析，本文的具体思路如下： 1，介绍了基坑开挖对邻近隧道位移影响的国内外现状，总结了隧道变形理论，变形影响因素以及理论计算方法。对于本文中用到的有限差分软件FLAC3D的结构模型以及结构单元也做了相关的介绍。 2，基于在深圳市地铁2号线旁进行基坑开挖为工程背景，综合考虑工程地质条件、工程设备参数以及工程结构的物理尺寸等条件，使用有限差分软件FLAC3D对于该工程进行建模，该工程最大的风险是隧道工程的位移要控制到1cm以内，本文对于基坑开挖导致的隧道水平位移以及竖直位移都进行了模拟分析，发现隧道水平位移监测点中位移变化最大的是1.03mm，隧道竖直位移监测点中位移变化最大的是8.18mm，均控制在1cm以内。而后通过隧道变形理论中的残余应力概念计算方法，计算出基坑的最终隆起量为1.7577265cm，与FLAC3D计算结果2.13cm得到的结果较为接近。而后运用有限差分法进行计算分析，有限差分结果与解析法结果相接近，说明解析法计算与FLAC3D数值模拟结果是可靠的。 3，邻近海域的工程要重视降水的措施，本文基于基坑以及隧道的相关数据，根据相关的设计规范，制定出降水方案以及相应措施，以及排水系统的设置。通过对工程降水的数值模拟分析可以得出结论：考虑降水的前提下进行基坑开挖，基坑底部的隆起量要小于不考虑降水时候进行基坑开挖的坑底隆起量。并且如果考虑降水，隧道管片的变形程度也小于未考虑降水时候的变形程度。

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