标题

Size: px

Start display at page:

Download "标题"

槽明
7 years ago
Views:

1 第１２卷第１期２０１６年２月地下空间与工程学报ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＳｐａｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ混凝土内支撑结构温度效应三维数值分析Ｖｏｌ１２Ｆｅｂ２０１６彭全敏１王沛２刘琦３１天津城建大学土木工程学院天津３００３８４２天津城建大学地质与测绘学院天津３００３８４３天津市建筑设计院天津３０００７４摘要随着极端天气气候的频现温度变化对基坑支撑结构的影响越来越不容忽视为考虑基坑支护体系的空间效应本文在空间杆单元协调模型基础上采用三维有限元数值模拟的方法研究了水土压力荷载含支撑自重和变温作用下内支撑结构的内力与变形数值分析结果表明支撑主要受轴力弯矩和剪力共同作用其中轴向压力最大局部杆件根部有较大弯矩升温增大支撑结构的内力对轴向压力影响较大降温增大支护结构的变形对坑顶水平位移影响较大支撑结构内力随温度呈线性变化在升温和降温阶段内力变化率不同关键词基坑支护体系空间效应温度数值分析中图分类号ＴＵ４７３文献标识码Ａ文章编号１６７３０８３６２０１６０１０１０７０７３ＤＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｈｅｒｍａｌＥｆｆｅｃｔｏｎＣｏｎｃｒｅｔｅＩｎｔｅｒｎａｌＢｒａｃｉｎｇＳｙｓｔｅｍＰｅｎｇＱｕａｎｍｉｎ１ＷａｎｇＰｅｉ２ＬｉｕＱｉ３１ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｉａｎｊｉｎＣｈｅｎｇｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＴｉａｎｊｉｎ３００３８４ＰＲＣｈｉｎａ２ＳｃｈｏｏｌｏｆＧｅｏｌｏｇｙａｎｄＧｅｏｍａｔｉｃｓＴｉａｎｊｉｎＣｈｅｎｇｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＴｉａｎｊｉｎ３００３８４ＰＲＣｈｉｎａ３ＴｉａｎｊｉｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅＴｉａｎｊｉｎ３０００７４ＰＲＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔＷｉｔｈｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｔａｐｐｅａｒａｎｃｅｏｆｅｘｔｒｅｍｅｃｌｉｍａｔｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｏｎｂｒａｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂｅｃｏｍｅｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔＴｏｃｏｎｓｉｄｅｒｔｈｅｓｐａｃｅｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍ３ＤｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｂｒａｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｅａｒｔｈｐｒｅｓｓｕｒｅｔｏｇｅｔｈｅｒｗｉｔｈｓｅｌｆｗｅｉｇｈｔｏｒａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｐａｔｉａｌｌｉｎｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌＳｅｖｅｒａｌｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｆｒｏｍｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓｔｈｅｒｅａｒｅａｘｉａｌｆｏｒｃｅｓｗｈｉｃｈａｒｅｔｈｅｍｏｓｔｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｓａｎｄｓｈｅａｒｓａｃｔｉｎｇｏｎｔｈｅｂｒａｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｒｏｏｔｓｏｆｓｏｍｅｂｒａｃｉｎｇｍｅｍｂｅｒｓｗｈｉｃｈａｒｅｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏｏｂｖｉｏｕｓｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔＡｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅｍａｙａｕｇｍｅｎｔｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｏｆｔｈｅｂｒａｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｆｏｒｔｈｅａｘｉａｌｆｏｒｃｅｓｈｏｗｅｖｅｒａｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐｍａｙｅｎｌａｒｇｅｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓａｔｔｈｅｔｏｐｏｆｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔＴｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｏｒｃｅｓｏｆｔｈｅｂｒａｃｉｎｇｓｙｓｔｅｍｌｉｎｅａｒｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｂｕｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒａｔｅｉｓｅｖｉｄｅｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅａｎｄｉｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｏｐＫｅｙｗｏｒｄｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｐｉｔｒｅｔａｉｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓｐａｃｅｅｆｆｅｃｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｎｕｍｅｒｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ内力和变形的原因除了土压力和水压力等荷载外１引言还有温度变化混凝土收缩与徐变等非荷载因素内撑式支护体系是深厚软土地区一种常用的基坑支护型式其中支撑结构的强度与变形计算是基坑工程设计中的关键技术之一引起支撑结构大量的基坑工程实践发现１５温度剧变是引起支撑结构轴力和位移变化的主要原因之一支撑轴力监测结果有时一夜之间增加３０１在同一天的收稿日期２０１５０７０８修改稿作者简介彭全敏１９７５女湖北宜昌人博士讲师主要从事混凝土结构工程领域的教学与科研工作Ｅｍａｉｌｅａｓｅｐ１２６ｃｏｍ基金项目天津市高等学校科技发展基金计划项目２０１２０９１１天津市建交委科技项目２０１３２６

对轴向压力影响较大降温增大支护结构的变形对坑顶水平位移影响较大支撑结构内力随温度呈线性变化在升温和降温阶段内力变化率不同关键词基坑支护体系空间效应温度数值分析中图分类号ＴＵ４７３文献标识码Ａ文章编号１６７３０８３６２０１６０１０１０７０７３ＤＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＴｈｅｒｍａｌＥｆｆｅｃｔｏｎＣｏｎｃｒｅｔｅ

2 08 地下空间与工程学报第 2 卷不同时刻最大差值可达 500 kn 左右 [4] 如今随着极端天气气候的频现, 温度变化对基坑支撑结构的影响越来越不容忽视建筑基坑支护技术规程规定计算基坑支护系统时, 应考虑温度变化的影响, 然而现行相关规范并未提供具体的计算方法 [6] 胡蒙达采用平面热弹性力学的应力解法, 推导了钢支撑的热应力和相应轴力变化的计算式, 但需已知变温引起的支撑变形值, 难以考虑土体压 [7] 缩等更多因素的影响 Boone 等在基坑观测数据的基础上, 提出了对称开挖条件下的支撑温度荷 [8] 载计算式, 随后 Hashash 等在 Boone 等的方法上, 提出了考虑支撑围护墙土系统刚度的支撑温度荷载计算方法郑刚等 [9] 吴明等 [0] 艾智勇 [] 等利用弹性抗力法, 先后分别对维护桩加一道水平支撑加多道水平支撑以及连续墙加多道水平支撑的基坑支护系统提出了考虑围护体系支撑和土体相互作用的支撑温度轴力近似简化分析方法 [2] 陆培毅等按平面应变问题, 用有限元法计算了基坑开挖过程中支撑的温度应力上述文献侧重于升温工况引起的轴力研究, 计算时均将支撑简化为一维杆件, 将基坑简化为平面应变问题进行分析, 而实际基坑是一个三维空间结构, 基坑控制已由强度转向变形, 降温工况引起的变形值得关注为考虑基坑支护体系的空间效应, 本文采用三维有限元数值模拟, 分析升温和降温对混凝土内支撑结构内力与变形的影响规律, 以期对基坑工程的设计与施工控制提供科学依据 2 有限元模型 2. 基坑工程概况某矩形基坑长 92.4 m, 宽 37.2 m, 深 8.65 m, 采用钻孔灌注桩加一道钢筋混凝土水平支撑支护, 混凝土强度等级为 C30, 基坑支护结构的平面布置和典型剖面如图 (a) 所示钻孔灌注桩为 Ф700@ 900, 长 6 m, 插入坑底 9 m, 对撑 DCH 斜撑 CH 和斜撑 CH2 的截面分别为.4 m 0.7 m.0 m 0.7 m 和 0.7 m 0.7 m, 地下水位位于地面以下.6 m 混凝土支撑施工完毕且基坑挖土至坑底时, 围护桩的锚固长度最小土压力最大, 故取此时遭遇变温为最不利工况进行数值分析 2.2 有限元模型基坑支护结构常用的有限元计算模型有 : 平面框架模型空间杆单元协调模型和考虑土体单元在图基坑支护结构布置及水土压力分布 Fig. Arrangement plan and water & earth pressure of the retaining system 内的二维或三维协调模型前两种模型都基于弹性地基梁法, 但平面框架模型在第一步求得的支撑结点处的排桩位移与第二步求得的相应支撑位移往往不相等, 是不协调模型 [3,4], 目前用得较少第三种模型采用连续介质有限元法, 它能考虑土围护结构支撑结构三者的相互作用, 但存在土的本构关系及计算参数难确定, 复杂基坑支护体系建模困难计算稳定性较差等问题 [4] 空间杆单元协调模型将围护结构与支撑组成一个空间结构体系共同建立到计算模型中, 将土体考虑为坑内土弹簧和坑外水土压力, 可模拟支护结构之间以及结构与土之间的受力平衡和位移协调, 而分析中所需参数单一, 计算简便本文在空间杆单元协调模型基础上, 利用结构与荷载的对称性, 采用 ANSYS 软件对图所示的基坑支护结构建立 / 4 三维有限元模型如图 2 所示钢筋混凝土围护桩按等刚度原则等效为地下连续墙, 用空间壳单元 shell93 模拟, 坑内开挖面以上的支撑用空间梁单元 beam89 模拟基坑内外土体视为弹性地基, 采用水平土弹簧以只受压不受拉的空间杆单元 link0 模拟, 其地基水平基床系数 k s 按 m 法计算取值,m 值取 4 000

数据的基础上, 提出了对称开挖条件下的支撑温度荷 [8] 载计算式, 随后 Hashash 等在 Boone 等的方法上, 提出了考虑支撑围护墙土系统刚度的支撑温度荷载计算方法郑刚等 [9] 吴明等 [0] 艾智勇 [] 等利用弹性抗力法, 先后分别对

3 206 年第期彭全敏, 等 : 混凝土内支撑结构温度效应三维数值分析 09 kn m -4 土弹簧与围护结构支撑杆件同时建立到计算模型中, 计算时基坑内外的土弹簧将根据支护结构的位移情况计算其内力并判断是否有效 Fig. 2 图 2 基坑支护结构有限元模型 Finite element model of the retaining system 基坑外侧水土压力分布模式采用基于建筑基坑支护技术规程的水土分算模式 [5], 开挖面以上为三角形分布, 开挖面以下为矩形分布, 如图 (b) 所示鉴于排桩墙体大部分埋于坑底, 开挖面以上部分仅一面外露, 故忽略环境温度变化对其影响, 变温仅引起支撑热应变, 该效应可等效为体荷载施加给支撑构件温度荷载的有限元表达式为 : P εt = e Ω B T Dε t dω () ε t = α t ΔT [,,,0,0,0] T (2) 式中 :B T 为应变矩阵 ;D 为弹性矩阵 ;ε t 为热应变 ; α t 为材料的线性热膨胀系数 ;ΔT 为温度变化基坑施工过程中, 围护结构的变形主要受水平力影响, 为简化计算, 本文不考虑围护结构自重, 但支撑结构为研究重点, 其自重在水土压力作用工况时一并考虑计算时假定支护结构为线弹性体 ; 作用于支撑的温度场均匀, 混凝土热膨胀系数取 α t = ; 支撑在格构柱支点处的竖向位移简化为零, 支撑与围护结构固结, 围护结构底部竖向位移为零 ; 考虑工程施工质量和混凝土微裂缝工作情况, 混凝土弹性模量取为标准值乘以折减系数 0.8 有限元模拟分两个荷载步进行, 第一步水土压力作用 ( 含支撑自重 ) 工况, 第二步水土压力与温度共同作用工况本文计算升温 0 20, 降温 0 20 四种情况 3 计算结果与分析 3. 水土压力作用工况水土压力工况下, 基坑支护结构整体位移计算结果见图 3(a) 支护结构在水土压力和支撑自重作用下发生向坑内的水平位移, 角部与底部位移较小而中部较大, 最大值 2.6 mm 位于纵墙角撑 CH 与斜撑 CH2 之间, 因 CH2 的截面小于 CH, 位移最大值更靠近 CH2, 且距坑底.5 m 支护结构坑顶最大水平位移为 8.2 mm, 位于纵墙对称边界处, 纵墙变形程度与范围略大于横墙提取与基坑工程测斜管 CX4( 横墙 ) CX6( 纵墙 ) 同位置处围护结构的水平位移计算值, 并与实测值对比于图 3 (b) 由图 3( b) 可知, 计算位移曲线与实测位移曲线均呈鱼腹状,CX4 CX6 计算位移的最大值分别为 7.6 mm 和 2.5 mm, 位于 -6 m 和 -5.5 m, 实测位移最大值分别为 9.4 mm 和 mm, 位于 -7 m 和 -6.5 m 由于为简化计算, 有限元模拟所取的土压力和 m 值与实际基坑工程性质有一定出入, 计算值与实测值存在一定误差, 但模拟结果基本反映出与实际工程相同的规律图 3 水土压力作用下支护结构的位移 Fig.3 Displacement of the retaining structure under water & earth pressure 有限元计算结果显示, 在支撑自重及围护结构传来的水土压力作用下, 支撑结构主要受轴力弯

鉴于排桩墙体大部分埋于坑底, 开挖面以上部分仅一面外露, 故忽略环境温度变化对其影响, 变温仅引起支撑热应变, 该效应可等效为体荷载施加给支撑构件温度荷载的有限元表达式为 : P εt = e Ω B T Dε t dω () ε t = α t ΔT

4 0 地下空间与工程学报第 2 卷矩和剪力共同作用, 内力分布详见图 4 所有支撑杆件均受压, 轴向压力最大为 kn, 发生在对撑 DCH 中跨, 其次为 584 ~ 552 kn 发生在角撑 CH 和对撑 DCH 两侧的斜撑 CH2, 轴向压力最小为 887 kn 发生在角撑 CH2 角撑 CH CH2 弯矩很小, 弯矩较大值发生在对撑及其两侧斜撑的根部, 对撑根部弯矩最大剪力较大值发生在对撑 DCH 的根部, 角撑 CH 和 CH2 的剪力几乎为零图 4 水土压力作用下支撑结构的内力 Fig.4 Internal force of the bracing system under water & earth pressure 3.2 水土压力与温度共同作用工况升降温 0 与升降温 20 对支护结构位移及支撑结构内力的影响规律相同, 在此以升降温 20 为例, 对数值模拟结果进行温度效应分析水土压力与变温 20 共同作用工况下, 支护结构发生的位移与水土压力作用下的位移相似, 整体发生向坑内的水平位移, 位移云图如图 5 所示升温 20 使支撑杆件受热伸长, 导致支护结构上部发生向坑外的水平位移, 中部发生向坑内的微小水平位移, 该效应抵消了水土压力在坑顶引起的部分变形, 使坑顶水平位移有所减小, 而坑内最大水平位移值由 2.6 mm 微增为 2.7 mm, 位置较水土压力工况略向基坑角部偏移, 距坑底仍然.5 m 降温 20 使支撑杆件缩短, 导致支护结构由上至下发生向坑内渐小的水平位移, 该效应与水土压力效应一致, 二者叠加使得最大水平位移值增大到 23.9 mm, 其位置移至纵墙对称边界中部, 距坑底 2 m 温度与水土压力共同作用情况下, 支护结构坑顶最大水平位移仍位于纵墙对称边界处, 遭遇升降温 20 时坑顶最大位移分别为 6. 5 mm 和 4.4 mm 为便于比较, 图 6 给出了沿 P P2 两条路径 ( 见图 3( a)) 提取的各种作用下围护结构水平位移随深度的变化, 其中水土压力工况下支护结构最大位移点沿围护结构深度方向为路径 P, 水土压力工况下支护结构坑顶最大位移点沿围护结构深度方向为路径 P2 由图 6 可知, 升温对围护结构的位移影响不大, 其引起的位移增量不超过 3 mm, 此时水土压力下的坑顶最大水平位移由 8.2 mm 减小到 6.5 mm( 图 6 ( b)); 降温对围护结构的位移影响较大, 顶部尤为明显, 随深度的增大影响渐小, 水土压力下的坑顶最大水平位移由 8.2 mm 增大到 4.4 mm, 位移增量 6. mm 若根据位移协调, 简单按 ΔL = α t ΔT L(ΔL,L 分别为杆件长度增量和原长,ΔT 为温度增量,α t 为混凝土线性热膨胀系数 ) 估算降温 20 时对撑 DCH 处围护结构的水平位移, 则 ΔL = 7.4 mm 大于考虑支护结构整体刚度和空间效应后的位移值对比图 6(a) 6 (b) 还可知, 围护结构在某种作用下沿基坑不同位置深度方向的位移曲线相似, 但量值略有不同, 因温度作用仅影响支撑结构, 且降温时支撑变形较自由, 故降温作用在坑顶不同位置处引起的位移区别较明显, 水土压力与降温 20 共同作用下,P P2 路径在坑顶的水平位移分别为 2.2 mm 和 4.4 mm

4 Internal force of the bracing system under water & earth pressure 3.

5 206 年第期彭全敏, 等 : 混凝土内支撑结构温度效应三维数值分析图 5 水土压力与温度共同作用下支护结构的位移矢量合 Fig.5 Displacement of the retaining structure under water & earth pressure together with temperature variation 图 7 水土压力与温度共同作用下支撑结构的轴力 Fig.7 Axial force of the bracing system under water & earth pressure together with temperature variation 图 6 沿不同路径各工况下围护结构水平位移随深度的变化 Fig.6 Horizontal displacement of the retaining structure along different paths 水土压力与温度共同作用工况下, 基坑支撑结构的轴力弯矩和剪力分别如图 7 图 9 所示由于温度作用产生的内力小于水土压力产生的内力, 两种荷载共同作用后的内力分布仍与水土压力作用下的内力分布相似图 8 水土压力与温度共同作用下支撑结构的弯矩 Fig.8 Bending moment of the bracing system under water & earth pressure together with temperature variation

7 Axial force of the bracing system under water & earth pressure together with temperature variation 图 6 沿不同路径各工况下围护结构水平位移随深度的变化 Fig.

6 2 地下空间与工程学报第 2 卷压, 与水土压力荷载产生的效应一致, 二者共同作用下支撑结构的最大轴向压力增大到 kn; 降温时杆件缩短而受拉, 与水土压力荷载产生的效应相反, 二者共同作用下支撑结构的最大轴向压力减小到 kn 同理, 升温在支撑结构中产生的弯矩和剪力与水土压力荷载效应相同, 从而使原本承受水土压力荷载的支撑结构的弯矩和剪力进一步增大 ; 降温产生的弯矩和剪力与水土压力荷载效应相反, 即内力方向相反, 故而减小了水土压力荷载下支撑结构的弯矩和剪力 3.3 支撑结构内力对比分析图 9 水土压力与温度共同作用下支撑结构的剪力支撑结构在各种作用下的主要内力汇总于表由表可知, 在自重水土压力和温度作用下, 支撑结构主要承受轴力, 除降温作用以外, 所有杆件均轴向受压其次, 支撑杆件受弯, 结合图 4(b) 可知, 水土压力产生的弯矩将在对撑 DCH 根部的上下边缘引起较大正应力, 其效应也不容忽视相同变温幅度条件下, 升温在支撑结构中引起的内力大于降温工况升温可加大支撑的各项内力, 升温产生的压力最大可达水土压力效应的 45%, 支撑设计时必须考虑降温产生的内力效应与水土压力荷载相反, 可消减部分内力, 但影响不大图 0 Fig.9 Shear of the bracing system under water & earth pressure together with temperature variation 更清楚地显示出, 在温度与水土压力共同作用下, 各项内力最大绝对值随温度呈线性变化, 温度对轴支撑杆件因变温产生的变形因受到围护结构及土体的约束而产生内力升温时杆件伸长而受向压力影响最大, 在升温和降温阶段, 轴力极值的变化率明显不同表各种作用下支撑结构内力 Table Internal force of the bracing system under different loading 内力极值水土压力 2 升温 0 3 升温 20 4 降温 0 5 降温轴力 / kn 比值弯矩 / (kn m) 比值剪力 / kn 比值注 : 比值为各种作用下支撑内力的最小值或最大值与水土压力工况下内力的最小值或最大值之比

7 206 年第期彭全敏, 等 : 混凝土内支撑结构温度效应三维数值分析 3 参考文献 (References) 图 0 支撑结构内力随温度的变化 Fig.0 Internal force of the bracing system with temperature variation 4 结论在空间杆单元协调模型基础上, 利用 ANSYS 软件对升温降温和水土压力荷载 ( 含支撑自重 ) 作用下某个典型内支撑结构的内力和变形进行了三维数值模拟, 分析了温度作用的影响, 并得出以下结论 : () 在自重温度和水土压力荷载下, 支撑杆件主要受轴力弯矩和剪力共同作用, 其中轴向压力最大, 弯矩其次, 剪力最小支撑结构内力随温度呈现出线性变化规律, 在升温和降温阶段, 内力变化率不同 (2) 升温使围护结构在支撑杆件附近发生向坑外的水平位移, 对支护结构的变形影响较小, 但对支撑结构的内力影响较大, 其产生的内力效应与水土压力效应一致, 从而加大了支撑的内力, 且对轴力影响最大, 升温 20 产生的轴向压力最大可达水土压力效应的 45% (3) 降温对支护结构的变形影响较大, 随围护结构深度的加大影响减小, 支撑所在的坑顶影响尤为明显降温使支护结构发生向坑内的水平位移, 与水土压力产生的效应一致, 降温 20 可使水土压力下的坑顶最大水平位移由 8.2 mm 增大到 4.4 mm, 对以变形控制的基坑工程, 降温工况不可不考虑 (4) 相同升降温幅度条件下, 由于坑外土体对升温引起的结构位移有一定阻止作用, 对降温引起的位移无约束作用, 升温产生的支撑结构内力大于降温工况, 降温产生的支护结构最大位移值大于升温工况 [] 李继超. 温度对混凝土支撑轴力影响的探讨 [ J]. 施工技术, 2000, 29(): 58. ( Li Jichao. Discussion of thermal effect on axial force in concrete strut [J]. Con struction Technology, 2000, 29 ( ): 58. ( in Chi nese)) [2] 张中普, 姚笑青. 某深基坑事故分析及技术处理 [J]. 施工技术, 2005, 34 ( 2 ): ( Zhang Zhongpu, Yao Xiaoqing. Accident analysis and technology dispose of certain deep foundation pit [ J ]. Construction Technology, 2005, 34 ( 2 ): (in Chinese)) [3] 姜忻良, 孙良涛, 宗金辉. 双基坑大直径双环梁支护体系监测与分析 [J]. 岩土力学, 2006, 27(7): ( Jiang Xinliang, Sun Liangtao, Zong Jinhui. Construction monitoring and analysis of double large di ameter annular arched girders support system in double foundation pit excavation [ J ]. Rock and Soil Mechanics, 2006, 27(7): ( in Chinese)) [4] 郭跃. 深大基坑三维全过程计算理论与应用研究 [ D ]. 杭州 : 浙江大学, ( Guo Yue. 3 D analysing theory and its application of deep excavation considering effects of staged excavation [ D]. Hangzhou: Zhejiang University, ( in Chinese)) [5] 庞卫涛. 深基坑支护结构变形随温度变化原因分析及加固处理措施 [ J]. 天津建设科技, 202(): 0 2. ( Pang Weitao. Cause analysis and reinforced measures for deformation of the deep foundation retaining system due to temperature changing [ J ]. Tianjin Construction Science and Technology, 202 (): 0 2. (in Chinese)) [6] 胡蒙达. 地下工程基坑围护结构 Ф609 钢支撑受变温 Tr 条件下的热应力计算 [J]. 地下工程与隧道, 998 (): 3 5. ( Hu Mengda. Thermal stress computation of Φ609 steel strut for sheeting wall of excavation in un derground engineering [ J]. Underground Engineering and Tunnels, 998(): 3 5. (in Chinese)) [7] Boone S J, Crawford A M. Braced excavations: temper ature, elastic modulus, and strut loads [ J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2000, 26(0): [8] Hashash Youssef M A, Marulanda Camilo, Kershaw Kyle A, et al. Temperature correction and strut loads in Central Artery excavations[ J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2003, 29 ( 6 ): ( 下转第 87 页 )

值模拟, 分析了温度作用的影响, 并得出以下结论 : () 在自重温度和水土压力荷载下, 支撑杆件主要受轴力弯矩和剪力共同作用, 其中轴向压力最大, 弯矩其次, 剪力最小支撑结构内力随温度呈现出线性变化规律, 在升温和降温阶段,

8 206 年第期蒋彪, 等 : 长沙地铁典型地层盾构施工地表沉降分析与预测 87 ence on Soil Mechanics and Foundation Engineering, vol. 4. Hamburg, Balkema[C]. 997, [4] Sirivachiraporn A, Phienwej N. Ground movements in 的地表沉降特征研究 [ D]. 长沙 : 中南大学, 202. (Hu Xin. Study of characteristics of ground surface set tlement induced by EPB shield construction in Changsha EPB shield tunneling of Bangkok subway project and im No. 2 Metro Line [ D ]. Changsha Central South pacts on adjacent buildings [ J]. Tunnelling and Under University, 202.( in Chinese)). ground Space Technology, 202, 30(30):0 24. [8] 牟友滔. 土压平衡盾构施工引起的地表沉降非线性 [5] 韩煊, 李宁, Jamie R S, 等, Peck 公式在我国隧道施工地面变形预测中的适用性分析 [ J]. 岩土力学, 2007, 28(): 23 28, 35.( Han Xuan, Li Ning, Jamie 预测与控制分析 [ D]. 长沙 : 中南大学, 203. ( Mou Youtao. Prediction and control of ground surface settle ment due to EPB shield tunnelling using non linear R, et al. An adaptability study of Gaussian equation ap method [ D ]. Changsha: Central South University, plied to predicting ground settlements induced by tunne 203.(in Chinese)). ling in China[ J]. Rock and Soil Mechanics and Engi neering, 2007, 28(): 23 28,35.( in Chinese)) [9] 彭柏兴. 长沙地铁勘察若干问题的探讨 [ J]. 城市勘测, 2008(2): (Peng Baixing. Problems of ur [6] 阳军生, 李建生, 傅金阳. 隧道施工对邻近结构物影响评价软件的开发 [ J]. 地下空间与工程学报, 20, 7(): 68 73, 84.( Yang Junsheng, Li Jian sheng, Fu Jinyang. Assessment system of the effects of tunneling on adjacent structures[ J]. Chinese Journal of ban subway engineering exploration in Changsha City [J]. City Exploration, 2008 ( 2): ( in Chi nese)) [0] O Reilly M P, New B M. Settlements above tunnels in the United Kingdom: their magnitude and prediction Underground Space and Engineering 20, 7( ): 68 [ A ] / / Proceedings of Tunneling 82 Symposium 73, 84.(in Chinese)) [ C]. 982:73 8. [7] 胡鑫. 长沙地铁二号线土压平衡盾构隧道施工引起 ( 上接第 3 页 ) [9] 郑刚, 顾晓鲁. 考虑支撑围护桩土相互作用的基坑支护水平支撑温度应力的简化分析法 [J]. 土木工程 294. (Lu Peiyi, Han Lijun, Yu Yong. Finite element analysis of temperature stress in strut of foundation pit 学报, ( 3 ): ( Zheng Gang, Gu [J]. Rock and Soil Mechanics, 2008, 29( 5): 290 Xiaolu. Simple method for calculating temperature stress in horizontal strut of foundation pit considering strut 294. (in Chinese)) [3] 杨振钧. 深基坑平面支撑框架等效刚度的研究和计 pile soil interaction [ J ]. China Civil Engineering 算 [ D]. 哈尔滨 : 哈尔滨工业大学, ( Yang Journal, 2002,35(3): ( in Chinese)) [0] 吴明, 孙鸣宇, 夏唐代, 等. 多层支撑深基坑中考虑支撑围护桩土相互作用的水平支撑温度应力简化计算方法 [ J]. 土木工程学报, 2009, 42 ( ): (Wu g, Sun gyu, Xia Tangdai, et al. Sim plified method of calculating temperature stress in multi layer struts for deep excavations considering strut pile soil interactions [ J]. China Civil Engineering Journal, Zhenjun. Methods of determining the equivalent support stiffness of brace frame for deep excavation [ D ]. Harbin: Harbin Institute of Technology, ( in Chi nese)) [4] 应宏伟, 郭跃. 某梁板支撑体系的深大基坑三维全过程分析 [J]. 岩土工程学报, 2007, 29(): (Ying Hongwei, Guo Yue. 3D analysis on a deep beam slab braced foundation pit considering effect of 2009, 42(): (in Chinese)) construction process [ J ]. Chinese Journal of [] 艾智勇, 苏辉. 深基坑多层水平支撑温度应力的简 Geotechnical Engineering, 2007, 29 ( ): 670 化计算方法 [ J]. 同济大学学报 ( 自然科学版 ), 675. (in Chinese)) 20, 39(2): ( Ai Zhiyong, Su Hui. A sim plified method of calculating thermal stress for multi lay ered horizontal struts in deep excavations [J]. Journal of Tongji University ( Natural Science), 20, 39 ( 2): [5] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑基坑支护技术规程 (JGJ ) [S]. 北京 : 中国建筑工业出版社, 202. ( istry of Housing and Urban Rural Development of the People s Republic of China. Tech (in Chinese)) nical specification for retaining and protection of [2] 陆培毅, 韩丽君, 于勇. 基坑支护支撑温度应力的有限元分析 [ J ]. 岩土力学, 2008, 29 ( 5 ): 290 building foundation excavation[ S]. Beijing: China Ar chitecture & Building Press, 200. ( in Chinese))

Study of characteristics of ground surface set tlement induced by EPB shield construction in Changsha EPB shield tunneling of Bangkok subway project and im No. 2 Metro Line [ D ].

解放军理工大学学报自然科学版

解放军理工大学学报自然科学版第卷第期解放军理工大学学报自然科学版年月温差和荷载引起的钢组合梁界面剪应力分析朱坤宁万水为了解钢组合梁桥的连接界面受力特性分析外荷载对桥面板与钢纵梁连接界面的剪应力分布的影响利用接触面层间纵向伸长相等条