盾构机下穿桩基施工对单桩承载力影响的数值研究-工程地质学报.pdfVIP

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ　　 工程地质学报　　１００４－９６６５／２００９／１７（２）０２８４０５　 盾构机下穿桩基施工对单桩承载力影响的数值研究 ① ② 李德胜 　李大勇 （ 蓬莱安全生产监督管理局　蓬莱　２６５６００） ① （ 山东科技大学土木建筑学院　青岛　２６６５１０） ② ３Ｄ 摘　要　在大型有限差分软件ＦＬＡＣ 平台上进行二次开发，利用内嵌ＦＩＳＨ语言编程，对盾构隧道动态施工过程中上部基桩 承载力的影响进行数值仿真模拟，模型考虑盾构前方土仓压力、盾尾同步注浆、注浆凝结和未凝结两种状态以及衬砌管片施 加等施工参数。从桩侧摩阻力、桩端阻力等方面对盾构开挖过程中上部桩基承载力进行分析，以及土仓压力变化对承载力影 响。研究结果表明：随着隧道开挖，桩侧摩阻力、桩端阻力发生复杂变化，桩底部出现负摩擦力，桩端轴力为拉力，对基桩竖向 极限承载力有一定的影响；并且开挖面距桩轴线不同位置，土仓压力对基桩竖向极限承载力影响不同。 关键词　盾构隧道　土仓压力　注浆压力　数值模拟　桩侧摩擦力　竖向极限承载力 中图分类号：Ｕ４５５　　文献标识码：Ａ ＮＵＭＥＲＩＣＡＬＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮ ＯＦＥＦＦＥＣＴＯＦＳＨＩＥＬＤ ＴＵＮＮＥＬＩＮＧ ＯＮ ＢＥＡＲＩＮＧＣＡＰＡＣＩＴＹＯＦＳＩＮＧＬＥＰＩＬＥ ① ② ＬＩＤｅｓｈｅｎｇ　ＬＩＤａｙｏｎｇ （ ＰｅｎｇｌａｉＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎｏｆＷｏｒｋＳａｆｅｔｙ，ＰｅｎｇｌａｉＳｈａｎｄｏｎｇ　２６５６００） ① （ ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ　２６６５１０） ② ３Ｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｆｉｎｉｔｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｏｆｔｗａｒｅ－ＦＬＡＣ ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｍｐｉｌｅｓｐｒｏｇｒａｍｕｓｉｎｇｉｔｓＦＩＳＨｌａｎ ｇｕａｇｅｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇｏｎｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆａｓｉｎｇｌｅｐｉｌｅ．Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｓｏｉｌｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎ ｔｈｅｓｏｉｌｃｈａｍｂｅｒ，ｇｒｏｕｔｉｎｇｉｎｔｈｅｓｈｉｅｌｄｔａｉｌ，ａｎｄｇｒｏｕｔｉｎｇｗｉｔｈｔｗｏｐｈａｓｅｓｏｆｃｌｏｔｔｅｄａｎｄｎｏｔｃｌｏｔｔｅｄｓｔａｔｅｓ．Ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆａｓｉｎｇｌｅｐｉｌｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄｄｕｒｉｎｇｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇ．Ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌｆａｃｔｏｒｓｔｏｔｈｅｓｉｎｇｌｅｐｉｌｅｂｙｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇｃｏｎｓｉｓｔｏｆｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｔｉｐｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｏｆａｐｉｌｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｐｉｌｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ ｉｓａｌｓｏａｎａｌｙｚｅｄａｓｃｈａｎｇｉｎｇｏｆｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｆｏｒｃｅｏｆｔｈｅｆａｃｅｏｆｅｘｃａｖａｔｉｏｎ．Ｉｔｓｈｏｗｓｔｈａｔｎｅｇａｔｉｖｅｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｏｆｐｉｌｅ ｗｏｕｌｄｏｃｃｕｒａｔｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｐｉｌｅ，ｗｈｉｃｈｃｏｕｌｄｄｅｃｒｅａｓｅｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｐｉｌｅ．Ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆａｐｉｌｅｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｖａｒｙｉｎｇｔｈｅｓｏｉｌｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｔｈｅｓｏｉｌｃｈａｍｂｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｓｈｉｅｌｄｔｕｎｎｅｌｉｎｇ，Ｓｏｉｌｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＦＬＡＣ，ＦＩＳＨ，Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｓｋｉｎ－ｆｒｉｃｔｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，Ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ，Ｕｌｔｉｍａｔｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ  收稿日期：２００８－０３－１３；收到修改稿日期：２００８－１１－２５． 基金项目：国家留学基金资助课题（２００６１００４１３）；山东科技大学科技发展基金资助项目（０５ｓ００１）． 第一作者简介：李德胜，研究方向为地下空间结构．Ｅｍａｉｌ：ｄｅｓｈｅｎｇｓｈｅｎｇ１２＠１６３．ｃｏｍ １７（２）　李德胜等：盾构机下穿桩基施工对单桩承载力影响的数值研究