隔离桩对隧道开挖诱发土体竖向位移牵制效应的理论分析

曹利强; 陈湘生; 张顶立; 苏栋

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隔离桩作为一种高效的防护措施被广泛应用于城市隧道施工环境效应的控制中。基于两阶段理念建立了可考虑隔离桩与土体之间相对滑移(采用桩侧弹簧与桩端弹簧模拟)的桩-土竖向相互作用的解析模型。基于该模型并引入变形协调关系,利用改进的Loganathan-Poulos(L&P)公式和一般化的竖向位移的Melan解,求解了隔离桩与土体之间的相互作用力(即弹簧内力)。利用叠加原理,进一步求解了隔离桩牵制下隧道开挖引起的地层竖向位移,该结果通过与既有解析方法和现场实测数据对比得到了验证。基于新提出模型的解析结果,分析并揭示了隔离桩对地层竖向位移发挥牵制作用的力学机制。研究表明,隔离桩对土体的牵制作用可以分为向上牵制和向下牵制两个部分,向上和向下牵制作用相结合共同驱使土体竖向位移沿深度方向由原来的隧道开挖引起的不均匀状态转变为相对均匀状态。隔离桩的桩侧与桩端弹簧刚度决定了桩与土体相互作用的程度,其刚度越小则相互作用力越小,桩与土体的相对位移越大,向上与向下牵制效应也越小。相关研究可为隔离桩的设计和效应评估做出理论指导。

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来源
《岩土工程学报》 |2022年第5期|916-925|共10页
作者
曹利强; 陈湘生; 张顶立; 苏栋;
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作者单位

深圳大学土木与交通工程学院;

深圳大学未来地下城市研究院;

北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室;

深圳大学滨海城市韧性基础设施教育部重点实验室;

深圳市地铁地下车站绿色高效智能建造重点实验室;

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正文语种 chi
中图分类地基和基础的理论和计算;
关键词
理论分析; 盾构隧道; 隔离桩; 竖向位移; 牵制效应;

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