[發明專利]基坑開挖施工對鄰近既有公路隧道及電力管線影響數值分析方法

在審

• 申請號: 201810100671.3
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108460185A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發明（設計）人: 丁智
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 朱瑩瑩

1.基坑開挖施工對鄰近既有公路隧道及電力管線影響數值分析方法，其特征在于：包括如下步驟：1)利用Plaxis 3D有限元軟件確定土層本構模型；2)通過Plaxis 3D有限元數值模擬軟件，建立基坑、上下行公路隧道及聯絡通道、電力管線的三維模型，并通過勘察報告提供土體參數及施工單位所提供的圍護結構、隧道襯砌、電力管線結構，坑內支撐和壓頂梁的參數，根據上述參數進行建模，并開挖；3)分析基坑周邊土體、圍護結構、公路隧道、聯絡通道、電力管線的沉降和變形趨勢，從而得出對鄰近公路隧道和電力管線的影響結果，最后得出相應的數值模擬分析。

2.根據權利要求1所述的數值分析方法，其特征在于：所述步驟1)中的土層本構模型采用HS模型。

3.根據權利要求2所述的數值分析方法，其特征在于：所述步驟HS模型包括如下參數：通過三軸固結排水剪切試驗得到土層的三軸加載剛度，通過三軸固結排水卸載-再加載試驗得到土層的三軸卸載剛度，通過三軸固結排水試驗得到各土層的固結加載剛度，通過三軸固結排水剪切試驗得到土層的應力摩爾圓，從而獲取土層的內聚力c、內摩擦角φ。

4.根據權利要求1或2所述的數值分析方法，其特征在于：所述步驟2)中的通過Plaxis3D有限元數值模擬建立三維模型，其步驟包括：將基坑圍護簡化成板單元；基坑僅設置一道混凝土支撐；在圍護樁、水泥土、隧道、管線與土之間設置界面，以計算擾動影響，并滿足止水要求。

5.根據權利要求4所述的數值分析方法，其特征在于：所述的基坑圍護的外坑圍護為一排三重管高壓旋噴樁φ700@110，內坑圍護為一排鉆孔灌注樁φ800@1100；所述的三維模型底部的約束條件為水平、豎直方向都固定，兩側約束條件為水平方向固定，豎直方向自由。

6.根據權利要求1或2所述的數值分析方法，其特征在于：所述步驟2)中的計算參數模擬，具體包括步驟如下：在Plaxis 3D土體采用土的實體單元和界面單元模擬，數值模擬采用的土體參數由勘察報告提供；側應力系數或者輸入-1由Plaxis軟件自動計算生成；可取m＝＝0.5～0.6；土體HS模型可按以下經驗公式取參數：E₅₀＝5E_S，E_oed＝E₅₀，E_ur＝4～6E₅₀；圍護結構、隧道襯砌和電力管線結構采用板單元模擬，坑內支撐和壓頂梁采用梁單元模擬。

7.根據權利要求2所述的數值分析方法，其特征在于：計算HS模型參數時將所述模型分為五個土層，分別為雜填土、粉質粘土、粉質粘土混礫石1、粉質粘土混礫石2和全風化泥質粉砂巖。

8.根據權利要求1或2所述的數值分析方法，其特征在于：所述步驟2)中的基坑開挖模擬具體包括如下步驟：①初始應力狀態，對土體施加重力，生成初始地應力；

②開挖兩條隧道和聯絡通道，激活襯砌，開挖電力管線，平衡地應力，使得土體的位移保持“準零狀態”；

③完成基坑圍護結構施工，頂部放坡至距地表1.5m；

④開挖第一層土體到地面下3.9m處，同時施工壓頂梁；

⑤施工基坑鋼筋混凝土內支撐和圍檁；

⑥開挖土體到坑底距地表9.9m處。