隧道開(kāi)挖對(duì)框架結(jié)構(gòu)位移影響分析

曹 文 胡永利

0 引言

地下空間開(kāi)發(fā)是可持續(xù)發(fā)展理念感召下采取的一大深具戰(zhàn)略意義的決策。然而，由于起初對(duì)地下空間的開(kāi)發(fā)缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，使得后續(xù)地下空間開(kāi)發(fā)對(duì)先前建(構(gòu))筑物產(chǎn)生諸多影響。其中，隧道開(kāi)挖對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響已是一個(gè)越發(fā)普遍的問(wèn)題，亟待解決。欲解決問(wèn)題，先認(rèn)識(shí)問(wèn)題，只有認(rèn)識(shí)隧道開(kāi)挖對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響，才能有效尋找解決問(wèn)題的途徑。基于此，本文建立隧道開(kāi)挖對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響模型，以認(rèn)識(shí)隧道開(kāi)挖對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響問(wèn)題，從而為廣大工程技術(shù)人員提供認(rèn)識(shí)問(wèn)題的途徑，并期能對(duì)類似工程問(wèn)題的解決提供一定借鑒。

1 三維有限元模型建立

模型中的隧道截面為五心圓馬蹄形斷面，隧道軸線埋深10 m，外徑6.3 m，襯砌厚度0.3 m。隧道軸線距框架中軸線的距離6.6 m。框架結(jié)構(gòu)與隧道幾何關(guān)系如圖1所示。

圖1 框架結(jié)構(gòu)與隧道幾何關(guān)系圖（單位：mm）

框架結(jié)構(gòu)為3層，縱橫向均為3跨，采用一柱一樁的形式。平行于隧道軸線方向的框架跨度均為6 m，垂直于隧道軸線方向的框架跨度依次為 3.6 m，6 m，3.6 m，層高為 3.3 m，柱子和樁截面尺寸均為 0.4 m×0.4 m，梁的截面尺寸均為0.25 m×0.6 m，板厚為0.1 m，樁長(zhǎng)為5 m。柱、樁、梁均采用梁?jiǎn)卧M，樓板采用板單元模擬。土層自上而下共分四層，土體均采用摩爾—庫(kù)侖模型。模型建立中自上而下所用土層和框架結(jié)構(gòu)的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 材料的物理力學(xué)參數(shù)

模型在豎直方向上取30 m，在垂直隧道軸線方向上取50 m，在平行于隧道軸線的方向上取38 m。……