温伟铳 谭消 陆飞 沈亮 周强

摘 要：有限元数值模拟某拟新建隧道下穿建筑物的施工过程，分析其应力和位移，验证施工方法的可行性，对之进行优化。

关键词：下穿施工;数值模拟;优化

0 引言

隧道的开挖，会引起围岩应力重分布，即围岩会发生变形甚至失稳。隧道下穿施工，也将导致上部建筑物产生竖直沉降和水平位移，为确保施工过程中隧道围岩、支护结构及建筑物的稳定与安全，需对隧道的下穿施工进行研究。

国内外有关隧道下穿建筑物施工的主要有：李文江等通过研究隧道下穿既有构造物的影响，总结变形控制标准。Tang采用数值模拟方法研究隧道施工应力路径，分析施工过程中围岩的变化规律。靳晓光等采用有限元模拟施工过程的方法分析围岩位移，选择最合理的方法。

本文采用有限元数值模拟隧道下穿建筑物的施工过程，分析其应力和位移，验证施工方法的可行性，对之进行优化。

1 计算模型力学参数

本文应用MIDAS/GTS有限元软件，采用理想弹塑性本構岩体力学模型，服从Mohr—Coulomb屈服破坏准则，进行隧道下穿施工模拟计算。围岩及支护结构物理力学参数，如表1所示。

数值模拟时，把上部建筑作为一个刚体，采用基础+上部荷载的方式。上部荷载计算，主要考虑：（1）楼面结构和隔墙重量，按框架结构砖墙体材料取值计算;（2）活荷载按民用建筑均布活荷载标准取值;（3）所有荷载均由柱基础承担，均布总荷载按桩最大间距计算柱基础轴力。

有……