本文针对隧道开挖对周围环境造成的影响,以隧道上部已有框架结构作为研究对象,以理论分析、模型试验、数值模拟为研究手段,对隧道开挖所引起的相关问题进行研究。主要做了以下工作: (1) 在理论研究方面,对地层扰动的机理进行了分析,结合实例计算了框架结构在不均匀沉降下的附加内力。 (2) 将地基—基础—上部结构的共同作用理论运用到隧道开挖对建筑结构影响的分析中,提出隧道—地基—上部结构的共同作用问题。 (3) 在试验研究方面,根据相似理论,推导土体和结构物的相似准则,进行隧道开挖对地面建筑结构影响的模型试验。通过试验得出了地层沉降槽曲线、地层沉降随时间的变化曲线、上部结构因隧道开挖所引起的附加应变状况。 (4) 在数值模拟方面,建立二维力学模型,利用ANSYS软件对建筑结构在隧道开挖下的影响进行分析,绘制地层沉降曲线,分析上部结构的附加内力。 (5) 分析了建筑物在隧道开挖条件下的损害形式,为将隧道开挖的损害效应控制在合理范围内,提出地层及建筑物的保护措施。 对比理论分析、模型试验及数值模拟的结果,三者所预测的地层沉降大小、结构附加内力及变形基本吻合,在结构的不利位置处,附加内力可能超过结构的极限承载力,表明隧道开挖对建筑物的影响是不可忽略的。