【技术实现步骤摘要】
浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法
本专利技术涉及浅埋暗挖隧道管幕加固
，特别涉及一种浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法。
技术介绍
面对城市日益拥挤的情形，地铁因其运输量大、运输效率高、环境污染低等优势，成为了目前大城市解决交通拥堵问题的第一选择。城市地铁隧道一般埋深较浅，线路经常会穿越上部建筑物的桩基础、地下管道等密布的区域。隧道施工会造成隧道拱顶沉降和底部隆起，隧道开挖造成的土体沉降主要集中在隧道的上方区域，隧道拱顶处的沉降值最大，沉降值随着埋深的减小而减少。隧道底部出现隆起现象，是由于土体应力的释放引起坑底土体向上回弹。同时，隧道开挖会对地层产生扰动，由于桩土共同作用，导致桩基承载力发生变化，导致桩基发生沉降。因此，随着隧道的开挖容易造成地层的变形，从而引起地面与桩基础位移沉降，造成严重的工程事故。面对错综复杂的城市地下空间情况，为确定最佳地铁隧道施工方案，在施工前常常需要先对工程施工阶段进行分析，采用传统的力学方法或者理论解析法分析时，由于无法综合考虑地铁隧道的施工工法、工程地...
【技术保护点】
1.一种浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法，其特征在于，步骤如下：/nS1、针对待施工的浅埋暗挖隧道工程，利用有限元软件建立对应的管幕加固下的施工模型和施工阶段；/nS2、针对施工阶段分析计算有限元结果，得出浅埋暗挖隧道管幕加固下的地面沉降以及桩基位移模拟数值；/nS3、对无管幕加固时隧道施工对地面沉降的影响，以及超前小导管预加固方案下隧道施工对桩基的影响进行计算分析，得到相应的模拟数值，然后结合步骤S2得到的管幕加固下的地面沉降以及桩基位移模拟数值，得出相应的桩基沉降和变形趋势。/n
【技术特征摘要】
1.一种浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法，其特征在于，步骤如下：
S1、针对待施工的浅埋暗挖隧道工程，利用有限元软件建立对应的管幕加固下的施工模型和施工阶段；
S2、针对施工阶段分析计算有限元结果，得出浅埋暗挖隧道管幕加固下的地面沉降以及桩基位移模拟数值；
S3、对无管幕加固时隧道施工对地面沉降的影响，以及超前小导管预加固方案下隧道施工对桩基的影响进行计算分析，得到相应的模拟数值，然后结合步骤S2得到的管幕加固下的地面沉降以及桩基位移模拟数值，得出相应的桩基沉降和变形趋势。
2.根据权利要求1所述的浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法，其特征在于，利用MIDAS-GTS有限元软件构建施工模型，施工模型为桩-土-隧道模型，其为有限元模型。
3.根据权利要求2所述的浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法，其特征在于，步骤S1中，施工模型和施工阶段的构建过程如下：
S11、定义各种材料的属性和参数，材料包括土体、桩基、桩承台、初期支护、二次衬砌、临时钢支撑以及管幕加固区；
S12、确定模型尺寸，隧道与桩基以及桩承台的位置关系按照实际工程所在位置布置，建立起三维实体的桩-土-隧道模型；
然后采用播种的方法对实体模型进行网格划分，生成网格之后赋予网格对应的属性；
S13、定义荷载工况：将模型所受外部荷载进行定义；
S14、定义边界条件；
S15、按照管幕加固下的实际施工步骤定义模型的施工阶段。
4.根据权利要求3所述的浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法，其特征在于，步骤S11中，对于管幕加固区，利用公式对管幕加固区进行等效计算，确定管幕加固区的相应参数，具体如下：
管幕加固区中的每根钢管单元体由管幕施工顶进的钢管p和注入的水泥砂浆c这两部分组成，给管幕加固区施加应力σ1，此时钢管与水泥的应变认为是相等的，记为ε，则砂浆和钢管内的应力分别为：
σc＝Ecε
σp＝Epε
式中，Ec、Ep分别是水泥砂浆和钢管的弹性模量；σc、σp分别是水泥砂浆和钢管的应力；
设水泥砂浆和钢管的横截面积分别为Ac、Ap，单元体的横截面积为A，Vc、Vp分别是水泥砂浆和钢管的体积含量，则有：
钢管单元体的弹性模量E1为：
Vc＝Ac/A,Vp＝Ap/A＝1-Vc
设μc、μp分别是水泥砂浆和钢管的泊松比，钢管单元体的泊松比μ为：
μ＝μcVc+μp(1-Vc)。
5.根据权利要求3所述的浅埋暗挖隧道管幕加固对地面与桩基影响的分析方法，其特征在于，步骤S12中，桩-土-隧道模型尺寸大于或等于隧道直径的3倍至5倍；
为了保证各...
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