洪学飞 张顶立 方黄城 房 倩 周墨臻 侯艳娟 孙振宇

(北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室,北京 100044)

引言

在地层条件软弱、周围建筑物繁多的城市环境中进行隧道的施工,不可避免需要穿越和邻近施工,隧道施工扰动将对既有建(构)筑物的力学状态产生较大影响,进而导致建筑物的沉降、变形,甚至发生破坏[1-3].在城市运行高可靠度的要求下,隧道施工引起既有结构的工程响应预测与安全控制问题受到众多专家学者与工程人员的广泛关注[4-5].浅埋大刚度基础作为城市中低层民用建筑的重要基础形式之一,在城市密集区隧道工程中较为常见.因此,准确预测浅埋隧道施工引起地层与基础结构的工程响应具有十分重大的工程意义.

隧道施工引起的地层变形及其传播是造成既有结构变形破坏的重要诱因,因此隧道开挖引起的地层变形预测问题一直受到人们的关注[6].在城市地层变形理论预测研究方面,目前相关学者采用虚像法[7-8]、Airy 应力函数法[9-10]、随机介质理论[11-12]和复变函数法[13-16]来预测不同隧道收敛模式、含隧道衬砌及土体重力效应影响等复杂条件下地层的位移和应力,取得了诸多有价值的研究成果.借助保角映射,复变函数理论可将含复杂形状洞室的半平面映射到像平面内的圆环域,建立边界方程,并利用一般幂级数解法确定地层变形和应力,其求解过程规范、能有效解决含复杂几何边界和力学边界的问……