一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法技术

本发明专利技术涉及一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，包括步骤：步骤S1：获取管道埋藏土层信息、管道及基坑设计与施工相关信息；步骤S2：确定基坑开挖施工引起围护结构水平位移曲线；步骤S3：根据步骤S2确定的基坑开挖施工引起围护结构水平位移曲线得到基坑开挖作用下坑外土体应力变化值；步骤S4：根据求得的应力变化值确定基坑开挖作用下旁侧既有管道附加荷载；步骤S5：根据附加荷载确定基坑开挖作用下旁侧既有管道附加内力。本发明专利技术能够更方便确定基坑开挖作用下旁侧管道横向附加内力，为邻近管道基坑支护设计提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法
本专利技术涉及建筑工程
，特别是一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法。
技术介绍
城市轨道交通建设的快速发展，带动其沿线及保护区内商业、房地产等项目建设。在既有管道周边进行基坑开挖的工程越来越频繁、越来越近。基坑开挖卸载影响下，围护结构在坑内外水、土压力差的作用下发生向坑内方向的移动，导致邻近既有管道四周土压力发生变化，使得管道产生附加内力，从而严重威胁管道的运营安全。目前针对基坑开挖对既有隧道纵向影响的解析研究较多，而且研究表明软土地层中地铁盾构隧道的病害大都是由于横向变形引起的；但目前有关基坑开挖对既有隧道横向影响的研究较少，且主要为数值模拟方法(如郑刚等采用有限元方法分析在不同围护结构变形模式和变形量的情况下，不同位置隧道的横截面位移，并进行了影响区划分)；并且以上理论解析研究在计算基坑开挖作用下坑外土体附加应力场时，大都将基坑开挖的卸载效应简化为侧壁上分布向基坑内侧的水平荷载，再根据Mindlin应力解求出基坑开挖诱发的周围土体应力。但是，基坑外土体位移变化受诸多因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：获取管道埋藏土层信息、管道及基坑设计与施工相关信息；/n步骤S2：确定基坑开挖施工引起围护结构水平位移曲线；/n步骤S3：根据步骤S2确定的基坑开挖施工引起围护结构水平位移曲线得到基坑开挖作用下坑外土体应力变化值；/n步骤S4：根据求得的应力变化值确定基坑开挖作用下旁侧既有管道附加荷载；/n步骤S5：根据附加荷载确定基坑开挖作用下旁侧既有管道附加内力。/n

【技术特征摘要】
1.一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：获取管道埋藏土层信息、管道及基坑设计与施工相关信息；
步骤S2：确定基坑开挖施工引起围护结构水平位移曲线；
步骤S3：根据步骤S2确定的基坑开挖施工引起围护结构水平位移曲线得到基坑开挖作用下坑外土体应力变化值；
步骤S4：根据求得的应力变化值确定基坑开挖作用下旁侧既有管道附加荷载；
步骤S5：根据附加荷载确定基坑开挖作用下旁侧既有管道附加内力。


2.根据权利要求1所述的一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，其特征在于，步骤S1中，所述管道埋藏土层信息、管道及基坑设计与施工相关信息包括：土层的弹性模量、泊松比；管道的埋深，管道的内、外直径；基坑开挖深度、宽度，管道与基坑的水平距离。


3.根据权利要求1所述的一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，其特征在于，步骤S2具体为，采用下式预测基坑施工过程中围护结构水平位移曲线：



式中，umax表示围护结构水平变形最大值，z表示计算位置到地面的竖向距离，Hmax表示围护结构水平位移最大值处到地面的竖向距离，L表示围护结构长度；
或通过现场监测获取围护结构水平位移曲线；或采用有限元软件对基坑开挖过程进行模拟，提取基坑开挖最终状态下基坑边水平位移曲线。


4.根据权利要求1所述的一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，其特征在于，步骤S3具体为：将围护结构水平位移曲线划分为若干等分段，对于任一微元段变形近似视为平移；采用弹性力学方法，计算每一微元段围护结构平移影响下坑外土体附加应力，再对整个围护结构长度范围内每一微元段变形产生的附加应力进行求和，得到围护结构变形时基坑外任意点处土体附加应力。


5.根据权利要求4所述的一种基坑开挖引起旁侧管道横向附加内力的确定方法，其特征在于，所述围护结构变形时基坑外土体附加应力满足下式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丙强，陈启文，王启云，黄伟，臧万军，陈军浩，姚志雄，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建;35