基坑开挖诱发既有隧道管片损伤演变规律研究

摘要

【目的】研究隧道管片在不同连接方式和内部结构情况下基坑开挖诱发下卧既有盾构隧道管片开裂的机理和裂缝分布特征。【方法】以深圳地铁佛莞城际番禺大道站下方的广州市轨道交通18号线为工程背景，基于混凝土塑性损伤模型和流固耦合理论，利用ABAQUS软件构建了上覆基坑开挖诱发下卧既有盾构隧道管片损伤变形的三维精细化模型，通过模拟基坑开挖对下卧既有隧道力学性能的影响，研究了上覆基坑开挖对管片内钢筋力学特征的影响，得到了基坑开挖过程中既有盾构隧道上浮变形以及损伤劣化机理。【结果】基坑开挖会引起隧道管片发生明显上浮变形，隧道横截面由标准圆形变为“竖鸭蛋”形状；随着基坑开挖深度的增加，隧道管片顶部及底部受拉损伤范围及内部钢筋主应力逐渐增大。【结论】研究成果可为制定基坑开挖诱发下卧既有隧道管片开裂的处理方案提供一定的参考。

关键词

基坑开挖 / 既有隧道上浮 / 管片损伤 / 三维数值模拟