【摘 要】
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随着我国城市建设的加快,城市可开发土地面积越来越少,为了使有限的土体得到充分利用,常出现既有地铁隧道临近基坑项目的情况。基坑开挖卸荷过程会改变原有地应力平衡,导致隧道结构等产生附加变形,若变形过大,则会危及轨道交通安全运行,甚至引发安全事故。当前对于临近两条强影响区地铁的基坑开挖诱发的隧道变形研究较少,因此,相关研究的展开对确保地铁隧道长期安全运行是有必要的。本文结合昆明市轨道交通的具体情况,采用
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随着我国城市建设的加快,城市可开发土地面积越来越少,为了使有限的土体得到充分利用,常出现既有地铁隧道临近基坑项目的情况。基坑开挖卸荷过程会改变原有地应力平衡,导致隧道结构等产生附加变形,若变形过大,则会危及轨道交通安全运行,甚至引发安全事故。当前对于临近两条强影响区地铁的基坑开挖诱发的隧道变形研究较少,因此,相关研究的展开对确保地铁隧道长期安全运行是有必要的。本文结合昆明市轨道交通的具体情况,采用实际监测、理论分析和有限元模拟综合的方法,以邻近地铁1号线、4号线的某基坑项目为研究对象,利用MIDAS GTS有限元软件,建立三维有限元模型,综合分析了基坑开挖对地铁隧道等结构变形的影响,探究地铁隧道变形的影响因素,对其他相似的基坑项目工程有一定的实际参考价值。论文主要工作有:(1)整理实际监测数据对现场监测数据进行分析并与监测控制标准进行对比,分析得出各监测项目变形均在控制标准允许之内,开挖不会危及地铁隧道及周边道路等结构的安全,支护结构方案安全可靠。(2)土体开挖导致的有关变形查阅相关工程地质及水文地质资料,利用MIDAS-GTS模拟开挖工况,对模拟结果进行分析,包括基坑支护结构变形分析、隧道变形分析以及土体变形分析等,并对比数值结果与实际监测数据,以评估原支护方案的可靠性以及既有地铁的安全性。研究结果表明,包括隧道、支护桩、地表及立柱等结构的变形均在控制标准允许范围内,基坑开挖不会危及临近地铁安全运营,基坑支护方案安全可靠。(3)隧道变形敏感因素探究选用MIDAS GTSNX有限元软件,分别模拟不同开挖深度、不同围护桩桩径、不同粘聚力及不同内摩擦角等多个工况,再把各计算结果和实际工况模型结果对比分析,分析各影响因素对隧道变形带来的影响。结果表明,各影响因素对隧道变形影响皆为明显,最大影响因素为土的内摩擦角。提高支护结构刚度或加固土体对控制各结构的变形效果显著。论文创新点:(1)本文研究的依托工程相对比较特殊,它是基坑南北分别分布地铁1号线和4号线,且都位于基坑开挖强影响区范围内,目前对此类比较特殊的工程的研究较少;(2)本文模拟不同影响因素下基坑开挖对邻近地铁隧道的变形影响,以探究出地铁隧道变形规律及变形影响因素,得出最佳的加固方案以及避免开挖的不利因素,具有较高的研究价值和借鉴意义。
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