深开挖对地下设施影响的预测与分析

"这篇论文是1996年4月在北方交通大学学报发表的，主要探讨了深开挖对周围地下工程设施的影响预测。研究人员采用非线性应力应变关系，并基于Boit的固结理论，利用有限元方法来预测深开挖引起的地层位移对地下设施如地下管线的影响。他们分析了地层的水平位移和沉降分布特性，发现开挖导致的地层水平位移的影响可能大于地层沉降，这在考虑工程安全时是不可忽视的。关键词包括深开挖、环境影响和数值预测。" 本文针对深开挖工程中的一个重要问题进行了深入研究，即如何预测深开挖对周边环境，尤其是地下工程设施如地下管线的影响。深开挖通常涉及到大规模的城市建设，如地铁隧道、地下室或大型基础结构，这些活动可能会引发地层的不稳定和变形，进而对周边的建筑物、道路和地下设施造成潜在危害。 研究采用了非线性应力应变关系，这是考虑到土壤和其他地质材料在受力时并不总是遵循线性的力学行为，尤其是在大变形情况下。Boit的固结理论则被用来模拟土体在开挖后的响应，该理论考虑了土体的孔隙水压力变化和时间效应，更准确地反映了地层的固结和变形过程。 有限元方法作为计算工具，其优势在于能够处理复杂的几何形状和非线性问题，使得研究人员能精细地模拟地层位移，预测深开挖的影响范围。通过数值算例，研究揭示了地层内部的水平位移和垂直沉降的分布特征，结果表明，地层的水平位移对于地下设施的影响可能比沉降更为显著。这一点对于工程设计和风险评估具有重要意义，因为它提醒工程师在规划深开挖项目时，不仅需要关注地面沉降，还需重视地层的侧向移动，以避免对地下管线和其他设施的潜在损害。 这篇论文提供了一种科学的预测方法，有助于提高城市地下工程建设的安全性和稳定性。通过这种数值预测，工程师可以提前评估和减轻深开挖可能带来的负面影响，确保周边环境和基础设施的保护。这一研究对于城市规划、地质工程以及相关领域的实践者具有很高的参考价值。