大直径隧道施工对临近建筑的作用机制

摘要

本研究基于上元门过江隧道所穿越的江南段区域建筑实际工况，建立三维数值模拟有限元模型，通过位移控制法模拟隧道施工后逐步产生地层损失的过程，并在模拟完成后提取土体与框架结构的沉降与水平位移，以及框架结构各隔间的位移与应变，分析大直径隧道施工引起的框架结构位移与应变分布和发展规律。研究结果表明：建筑框架结构板基础沉降随与隧道中轴线距离增大而减小，水平位移则近似保持在稳定值，小于基础下地层水平位移；框架结构的水平位移分布规律与隧道穿越关系有关，被隧道正穿的建筑上部水平位移小于下部，被隧道侧穿的建筑上部水平位移大于下部，而框架结构沉降则在竖直方向上变化幅度相对较小；框架结构隔间总竖直位移随隧道体积损失率增大而增大，且主要由剪切位移组成；剪切应变也随隧道体积损失率增大而增大，且被隧道下穿的建筑或距离隧道较近的侧穿建筑剪切应变一般较大，同时对于多隔间下穿建筑，剪切应变沿隔间变化曲线近似为正余弦曲线。

关键词

隧道工程 / 建筑变形 / 数值模拟 / 地表移动