高速铁路隧道近接施工对既有市政隧道影响分析
2011-09-07路军富贾媛媛魏龙海
郑州大学学报(工学版) 2011年5期
关键词:施工
路军富,贾媛媛,魏龙海
(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,四川成都610059;2.西华大学,建筑与土木工程学院,四川成都610039;3.中交第二公路规划勘察设计研究院,湖比武汉430056)
0 引言
近年来,城市地下铁道以及地下公路隧道日益增多,新建隧道与既有市政管线隧道近距、重叠、交叉等情况不断出现,然而新建隧道施工引起围岩应力重分布,当既有隧道位于围岩应力重分布区域内时,引起既有市政管线隧道位移和结构内力发生变异,从而对其结构安全产生不利影响[1-3],因此,开展新建隧道施工对近接既有市政隧道影响研究具有重要的工程实际意义.目前,国内外对新建隧道及其近接和交叠等施工力学行为已进行了研究[4-7].针对高速铁路隧道正交下穿市政污水管道、煤气管线隧道和自来水管线隧道,笔者采用有限差分法和流固耦合理论,对高铁隧道施工对既有市政管线隧道的影响进行了三维数值分析,获得既有市政管线隧道受施工降水及新建高铁隧道施工影响后的结构力学特性及位移变化规律,确定最佳施工方案.
1 流固耦合计算基本理论
采用FLAC3D模拟多孔介质(如土体)中流体流动,孔隙水压力的消散引起土体中位移的变化,流体在孔隙介质中的流动依据Darcy定律,流-固藕合过程满足Biot方程.关键控制方程如下[8]:
(1)平衡方程.对于小变形,流体质点平衡方程为

式中:qv为被测体积的流体源强度,1/s;qi为渗流速度,m/s;ζ为单位体……
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