隧道开挖对框架结构位移影响分析

2011-06-13胡永利

山西建筑 2011年31期

曹文胡永利

0 引言

地下空间开发是可持续发展理念感召下采取的一大深具战略意义的决策。然而，由于起初对地下空间的开发缺乏长远规划，使得后续地下空间开发对先前建(构)筑物产生诸多影响。其中，隧道开挖对框架结构的影响已是一个越发普遍的问题，亟待解决。欲解决问题，先认识问题，只有认识隧道开挖对框架结构的影响，才能有效寻找解决问题的途径。基于此，本文建立隧道开挖对框架结构的影响模型，以认识隧道开挖对框架结构的影响问题，从而为广大工程技术人员提供认识问题的途径，并期能对类似工程问题的解决提供一定借鉴。

1 三维有限元模型建立

模型中的隧道截面为五心圆马蹄形断面，隧道轴线埋深10 m，外径6.3 m，衬砌厚度0.3 m。隧道轴线距框架中轴线的距离6.6 m。框架结构与隧道几何关系如图1所示。

图1 框架结构与隧道几何关系图（单位：mm）

框架结构为3层，纵横向均为3跨，采用一柱一桩的形式。平行于隧道轴线方向的框架跨度均为6 m，垂直于隧道轴线方向的框架跨度依次为 3.6 m，6 m，3.6 m，层高为 3.3 m，柱子和桩截面尺寸均为 0.4 m×0.4 m，梁的截面尺寸均为0.25 m×0.6 m，板厚为0.1 m，桩长为5 m。柱、桩、梁均采用梁单元模拟，楼板采用板单元模拟。土层自上而下共分四层，土体均采用摩尔—库仑模型。模型建立中自上而下所用土层和框架结构的物理力学参数如表1所示。