浅埋隧道开挖对地表及建筑影响分析

"隧道开挖引起的地表变形及对地面建筑的影响 (2010年)" 本文主要探讨了隧道开挖过程中地表变形及其对周围建筑物的影响，特别关注了浅埋隧道的情况。隧道开挖会改变地层的原始应力状态，导致土体失衡，进而引发地表变形和岩土体的移动。对于城市或城郊区域，尤其是建筑密集的地方，这种变形和位移可能对附近的建筑物造成开裂、沉降、倾斜等损害。 作者陈扣军和刘阳采用了理论分析与ANSYS有限元模拟相结合的方法，首先通过理论分析预测隧道周边的变形模式和地表沉降的分布特征。他们利用Peck提出的地表沉降公式，结合无剪胀作用的土体变形特性，推导出了一种计算地表沉降量的公式（公式⑴），其中考虑了隧道的外半径、中心距地表的距离以及影响范围等因素。这个公式对于圆形隧道给出了解析解，而对于非圆形隧道则需借助有限元软件进行求解。 在确定了地表沉降的理论模型后，他们使用ANSYS软件进行数值模拟，以验证理论公式的精度，并进一步确定隧道开挖对周围建筑物影响的范围。通过模拟建筑物地基的不均匀沉降，研究了建筑物在不均匀下沉情况下的应力和变形状态，揭示了建筑物因沉降不均而可能导致的破坏规律。 文章还指出，在城市地铁隧道建设中，常常会出现建筑物横跨地面沉降下凹区和上凸区的情况，这使得房屋基础承受复杂的受力状态。为了确保国家建设项目顺利进行，并保护周边建筑的安全，文章对地面沉降下凹区影响范围内的房屋进行了数值计算，为实际工程提供了重要的参考依据。 总结来说，这篇论文深入研究了隧道开挖引发的地表变形问题，提出了理论预测方法，并结合有限元模拟技术，对地表沉降和建筑物受影响的状况进行了详细分析，为隧道工程的设计和施工提供了理论支持，同时对城市地下空间开发中的建筑安全防护具有指导意义。