基于HSS模型预测曲线顶管施工对建筑物沉降的影响

摘要

[目的]曲线顶管施工因其非开挖优势在城市地下管网建设中应用广泛，但施工扰动易引发邻近建筑物非对称沉降.传统MC(Mohr-Coulomb)模型难以准确表征土体小应变硬化特性及动态施工过程，亟需更合理的模拟方法.本文旨在探讨基于HSS(hardening soil small-strain)模型的数值分析在曲线顶管施工建筑物沉降预测中的适用性.[方法]以厦门市东山变进出线地下综合管廊(二期)B段曲线顶管工程为依托，建立土体-顶管-建筑物三维有限元耦合模型，采用HSS模型对施工过程进行模拟，并与MC模型及现场监测数据进行对比分析.[结果] HSS模型预测结果与实测值的相对误差为5%～10%,明显优于MC模型；建筑物近管侧沉降量显著高于远管侧，不均匀沉降主要集中于施工扰动阶段；曲线顶管施工存在不均匀沉降角问题，但其挤土效应有助于减小整体沉降.[结论] HSS模型能更真实地反映曲线顶管施工对建筑物沉降的影响规律，对顶进参数优化及施工方案改进具有参考价值，为复杂城市环境下顶管施工安全控制提供科学依据.

关键词

曲线顶管 / 建筑物沉降 / HSS模型 / 数值模拟 / 土体扰动