盾構施工與樁基礎相互作用的三維力學分析與研究.pdf

1、盾構施工與樁基礎相互作用的機理研究是一個極具挑戰(zhàn)性的課題.盾構施工過程非常復雜,影響因素眾多,且有明顯的空間效應,所以完全用解析解來分析的難度相當大,在這種情況下使用三維數(shù)值方法分析具有很大的優(yōu)越性.通過建立盾構施工與樁基礎相互作用的三維模型,采用快速拉格朗日差分方法來求解.分別對單樁、兩樁和群樁在盾構施工中的反應進行分析,得到了樁基礎的位移、樁身側摩阻力以及樁身彎矩的變化的基本規(guī)律,提出工程防護措施.(1)首先回顧了盾構施工與樁基礎相

2、互作用的研究現(xiàn)狀,對于盾構施工過程引起的地表沉降、掘進過程的階段劃分以及目前盾構與樁基礎相互作用的研究方法進行了詳細評述,指出影響樁基礎反應的主要是掘進荷載、盾尾間隙以及始終作用著的樁頂荷載,盾構過程中樁基礎的研究方法與通常的簡化方法有所不同,提出了盾構施工與樁基礎相互作用的解決方法;(2)在詳細分析盾構施工過程的基礎上,進行了施工階段劃分,不同于通常的按照沉降為研究目的的劃分,可以把樁基礎的反應分為接近樁基、通過樁基和遠離樁基三個階段

3、,以對整個盾構施工過程進行動態(tài)控制;(3)按照提出的思路建立三維模型,考慮到以往解法的局限性,采用快速拉格朗日差分方法來求解,既有效地解決了盾構施工中開挖連續(xù)過程的力學模擬,又較合理地對樁土采用復合非線性彈簧考慮相互作用,而且其誤差在可以控制的范圍內(nèi);(4)利用建立的盾構施工與樁基礎相互作用的三維模型以及三維快速拉格朗日差分解法,對單樁與盾構施工的相互作用進行了詳細的研究,得到了單樁的位移在盾構施工過程中的變化趨勢,以及樁身側摩阻力和彎

4、矩的分布規(guī)律,并對代表工程實際的各種情況加以模擬,提出了建議;(5)在單樁的基礎上,對盾構施工過程與兩樁的相互作用進行三維差分數(shù)值計算,量化了通常情況下只進行概念解釋的兩樁之間的相互"束縛"和"加筋"作用,得到了兩樁之間位移、側摩阻力的相互影響,以及工程中必須加以重視的負摩阻力分布規(guī)律,針對工程實際分析了盾構施工過程中兩樁相互作用引起的危害;(6)在單樁和兩樁的基礎上,建立了盾構施工與群樁相互作用三維差分模型,計算分析了盾構過程中的群樁