地铁盾构隧道施工对既有老式建筑的影响分析-开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

    姜忻良等(2005）根据土体损失的空间分布规律，应用镜像法(源汇法)原理，采用数值积分方法，对隧道推进过程中由土体损失产生的位移场进行空间分析，得到隧道周围土体的位移场分布。计算表明，镜像法计算结果与巴塞罗那地下隧道实测值较吻合。但是该方法往往低估最大土体变形量而高估沉降槽宽度。

姜忻良等(2005）认为隧道周围土体的位移是由土体损失引起的，并且跟注浆量有很大关系。根据土体损失及注浆量的空间分布规律，应用镜像法原理，采用数值积分方法，对隧道推进过程中由土体损失和注浆不及时产生的位移进行空间分析，得到了隧道周围土体的空间位移分布规律。计算结果与天津地铁施工过程的现场实测结果进行了对比，表明该方法有效可靠。

阮林旺(1997 ) 用三维有限元分析软件(C Super-SAP)对盾构法隧道施工进行了弹性有限元模拟，探讨了土层性能、隧道埋深等因素相互影响和共同作用。

易宏伟(1999采用沿隧道纵向、竖向离散，横向引入解析函数的半解析元

法，将盾构施工过程中三维问题简化为二维问题处理，减少了计算工作量。文中详细推导了半解析元数值模拟的有关公式，结合弹塑性模型，编制相应计算程序，实现了盾构施工过程中的土体扰动与地层移动的模拟计算分析。

朱合华(1999）等采用平面应变分析方法对盾构施工过程进行了模拟分析。

王敏强(2002）对盾构推进过程结构进行了三维非线性有限元分析，提出了迁移法模拟盾构推讲过程。

（二）国外研究现状

    国外学者在该方面的研究较为系统和详尽,早先的研究文章可从20世纪50年代起,至今已经有了一些初步的成果和评价标准,以下作一些简单的介绍。

    Skempton&MacDonald (1956 ) 总结和对比了98个例子以确定地表允许的总沉降和差异沉降。认为造成建筑结构产生裂缝的是地表沉降曲线的曲率半径，而不是建筑物的整体变形角，但是变形角易测而曲率半径难得，因而把变形角作为判断损害的标准。他们的文献中没有考虑建筑物长宽比、剪切、弯曲的影响。

    E.J.Cording （1978 )等认为，变形角是一个非常有用的指标，它直接与造成建筑物危害的剪切应变有关;对于柔性地基来说，沉降曲线的斜率和地表的水平应变对它有相当大的影响。

    Cording et al. (1978 ) 将结构的损害分为两类:一类是建筑损害，例如，影响外观的损坏。它通常与裂缝或面板墙、地板、涂饰等的分离相联系。一般认为:抹面墙上的裂缝超过1 /64英寸，砌体或毛石混凝土墙上裂缝超过1/32英寸就被认为是明显的损害;另一类是结构损害，例如影响结构稳定性的损害，通常与梁、柱、承重墙等主要支撑结构的裂缝或变形相关。对于多数土体条件来说，谨慎的开挖及支护也会产生位移，该位移不会导致明显的结构损坏，但是会造成微小的建筑损害。

    Breth与Chambosse (1975)观察了在法兰克福修建某隧道期间的一些3至5层建筑物的沉降。对于斜率小于1: 450的框架结构，没有损害发生。

Kerisel （1975）认为，旧的砌体结构对沉降槽的曲率半径较为敏感;当结构宽度与隧道深度同一量级时，结构将受与沉降槽斜率差不多大小的角变形。这种情况下，损害与沉降槽斜率有关系。

Cording与Hansmire (1975)推荐将平均斜率最为与隧道上部损害相关的指标，平均斜率定义为最大沉降值与为沉降槽半宽之比。

    Storer J.Boone(1996)假定基础为柔性，顺从地表的运动，详细讨论了在地层

运动下，对于一般的砖石承重墙体或者填充墙体、框架结构等，考虑采用结构力学或者材料力学的原理来计算墙体和框架的主张拉应变、剪切应变，并将结果与以往统计的结构材料的临界拉应变对比，以此作为建筑结构损害的评价。这种方法考虑了地层的应变和结构本身的性质以及相对地层变形的位置(地表上拱段或下陷段)，因而比较贴近实际，而且计算方便。

   H.Mroueh与LShahrour (2003)采用有限元软件PECPLAS对一个三跨两层的框架结构(具有单独基础)进行了计算，并与简化计算方法对比，发现简化计算方法过于保守，估计的的内力值较考虑隧道施工与结构共同作用的情况高很多。因此，结构本身的刚度对抵抗变形具有重要作用。

^范文提纲

0.引言

1.工程概况

2.工程地质及水文地质状况

2.1人工填土层

2.2第四系更新统冲积层

2.3基岩层

3.数值模型

3.1模型的建立

3.2盾构掘进模拟

3.3工况约定

4.盾构隧道施工对既有老式建筑的影响分析

4.1地表沉降分析

4.2管片位移分析

4.3管片内力分析

结论与建议

5.1结论

5.2建议

三、参考文献

[1]姜忻良，赵志民.镜像法在隧道施工土体位移计算中的应用[J]学报.2005 37(6): 801-803.

[2]姜忻良，赵志民.盾构施工引起土体位移的空间计算方法[J]报.2005.22(2); .哈尔滨工业大学华中科技大学学

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[4]易宏伟.盾构施工对土体扰动与地层移动影响的研究[D].上海:同济大学地下建筑与工程系，1999.

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[6]王敏强，陈胜宏.盾构推进隧道结构三维非线性有限元仿真[J].岩石力学与工程学报.2002. 21(3): 228-232.

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