盾构施工与建筑物影响：地表沉降数值分析

"本文详细探讨了在盾构隧道施工过程中，当一侧存在建筑物时地表沉降的数值分析。采用Midas/GTS有限元程序，建立了包括隧道、土壤、桩基和建筑物在内的三维非线性有限元模型，考虑了土体的非线性性质、盾构与土体的相互作用、注浆压力、千斤顶推力以及密封舱土压力等因素。研究表明，建筑物的存在会减小地表最大沉降值，最大沉降出现在远离建筑物的方向，并偏离盾构中心轴线。此外，通过调整盾构的支护压力，使其接近侧向静止水土压力，以及合理控制注浆压力和千斤顶推力，能够显著降低地表沉降，从而减少对建筑物的影响。该研究为盾构施工中的地表保护提供了重要的理论依据和实践指导。" 在实际的盾构隧道施工中，地表沉降是一个关键的考量因素，因为它直接影响到地面建筑物的安全。建筑物的存在改变了土体的应力状态，导致沉降模式发生变化。杨海勇和鹿群的研究揭示了这一现象，他们指出，即使在建筑物一侧进行盾构作业，地表沉降的最大值也会比没有建筑物的情况小。这种现象可能是由于建筑物对周围土壤的约束作用，限制了土体的位移，使得沉降主要发生在远离建筑物的方向。 此外，盾构施工参数的优化是控制地表沉降的关键。模型表明，盾构的支护压力应尽可能接近侧向静止水土压力，这样能有效地减小对地层的扰动，从而降低沉降。同时，注浆压力和千斤顶推力的控制也是必不可少的，适当的注浆可以加固隧道周围的土壤，减少土体流失，而千斤顶推力的调节则可以平衡盾构推进过程中的土壤压力，避免过大的地面变形。 Midas/GTS软件在该研究中发挥了重要作用，它是一种强大的土木工程计算工具，能够处理复杂的非线性问题，如土体与结构物的相互作用。通过该软件进行三维数值模拟，研究人员能够更精确地预测和分析盾构施工对地表和建筑物的影响，为工程设计和施工提供科学的决策支持。 这项研究不仅深化了我们对盾构施工引起地表沉降机制的理解，也为实际工程中如何减少对建筑物的影响提供了具体的操作建议。对于未来的盾构隧道项目，特别是在城市环境中，这样的研究成果将有助于制定更安全、更经济的施工方案。