堆载影响下地铁隧道深基坑开挖的数值模拟与变形分析

本文主要探讨了"堆载作用对临近隧道深基坑开挖的影响"这一关键课题，通过对某地铁隧道附近深基坑施工过程的详细模拟分析，研究团队利用Midas GTS有限元模拟软件进行了深入研究。在实际施工中，坑边堆载是不可避免的现象，它可能会对深基坑开挖过程中的围护结构——如地连墙，以及临近的地铁隧道产生显著影响。 研究发现，随着坑边堆载的增加，地连墙的力学性能会发生明显变化。具体来说，地连墙的水平位移和弯矩会随之增大。当堆载达到40 kN/m时，相较于无堆载情况，地连墙的最大水平变形会增加8.56%，最大弯矩则会增长4.05%。这意味着堆载不仅增加了地连墙的变形，还对其承载能力产生了压力。 另一方面，堆载对隧道的影响也相当显著。随着堆载的增大，隧道上方的土层会抑制隧道向基坑的横向变形，导致隧道的水平变形有所减小。然而，这同时也使得隧道的竖向变形加剧，从而使得总体上隧道的变形量呈现出略微下降的趋势。这种变化对于隧道的安全性和稳定性管理至关重要，因为过大或不均匀的变形可能会引发结构损伤甚至安全隐患。 该研究的结果为深基坑开挖工程的设计、施工和监控提供了重要的参考依据。通过精确的数值模拟，工程师可以更准确地预测和控制堆载对地下结构的影响，从而制定出更为合理和安全的施工策略，确保地铁隧道和周边基础设施的稳固性。 这项研究深入挖掘了堆载作用在深基坑开挖工程中的动态效应，为地铁隧道工程的施工实践和理论研究提供了实用的量化数据和指导，有助于提升工程项目的整体质量和安全性。