基于有限元的粉土区综合管廊位移研究

摘要

为研究地下水位变化对粉土区综合管廊位移的影响，采用有限元软件PLAXIS 3D构建埋地综合管廊数值模型，为验证综合管廊数值模型的可靠性，根据相似定理建立埋地综合管廊缩尺模型，缩尺比例为1∶20;通过改变地下水位、河道水位和埋深，模拟分析综合管廊位移的变化情况。结果表明：1)缩尺模型试验验证了数值模型的渗流参数设置合理，可用于分析不同地下水位变化对综合管廊位移的影响。2)随地下水位垂直下降幅度增大，竖直方向距综合管廊越远，路表的沉降越大；地下水位垂直下降5～7 m时，综合管廊上方路表与两侧无管廊区域路表的沉降差逐渐减小；地下水位垂直下降8 m时，综合管廊上方路表的沉降明显高于两侧无管廊区域路表的沉降。随地下水位垂直上升幅度增大，水平方向距综合管廊越远，路表的位移越小，综合管廊区域的路表与两侧无管廊区域路表的最大位移差越大；综合管廊底部所处平面地基的最大位移差增大，明显大于同一地下水位高度时的路表最大位移差。3)综合管廊的竖向位移和侧向位移随河道水位变化呈周期性变化，枯水期河道水位下降，综合管廊的沉降增大，侧向位移增大，丰水期河道水位上升，综合管廊回归原位，临近河道和路表一侧的位移受河道水位升降的影响较大。4)随地下水位下降，综合管廊埋深越浅，沉降越大，浅埋管廊的位移受地下水位变化的影响较大。在综合管廊实际工程应用中，高水位地区不宜采用浅埋方式。

关键词

综合管廊 / 有限元分析 / 地下水位 / 河道水位 / 位移