现代气压沉箱施工过程的三维有限元分析
2014-05-10彭芳乐贾建伟王海林李耀良
同济大学学报(自然科学版) 2014年4期
彭芳乐,贾建伟,王海林,李耀良
(1.同济大学 土木工程学院,上海 200092;2.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092;3.湖南省交通规划勘察设计院,湖南 长沙 410008;4.上海市基础工程公司,上海 200002)
近些年来,随着技术的不断革新,以地面遥控挖排土、信息化施工等为特点的现代气压沉箱工法得到了越来越广泛的应用,在国外被广泛用于桥梁基础、隧道竖井以及其他地下设施的建设[1].2007年该施工方法在我国上海地铁某盾构隧道中间风井施工中首次得到成功应用[2].图1所示为现代气压沉箱工法概貌.
沉箱挖掘机吊装在沉箱底板下方,可沿轨道来回移动,施工人员借助于远程视频监控和三维地貌显示技术,在地面遥控操作工作室内的挖排土作业,工作室内的气压可根据开挖面的水位自动调整.施工实践表明,远程遥控气压沉箱施工安全性好,适用于各种地质条件,对周边地层扰动小,几乎不影响地下水环境[3].然而,随着气压沉箱施工技术在城市软土地区的推广应用,特别是在地质条件复杂、近距离施工、大深度开挖的情况下,如何有效地预测和控制沉箱周边土体位移,逐渐成为一个新挑战.因此,定量地分析和预测气压沉箱施工中周边土体的受力、变形规律有着非常重要的现实意义.

图1 现代气压沉箱工法概貌Fig.1 Overview of the modern pneumatic cassion
目前国内外针对气压沉箱施工引起周边环境效应的研究成果还很少.日本的一些研究人员主要采用数值计算和现场监测……
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