基坑开挖对下方既有盾构隧道影响的模拟分析开题报告

1. 研究目的与意义

研究目的：我国的经济水平日新月异，对于地下空间的利用效率也是越来越高，同时我国的地铁隧道建设事业也正在迅速发展，使得大量的基坑工程都是建立在既有盾构隧道上方的，但是基坑在开挖的过程中一定会对周围环境产生相应的影响，导致四周土体的应力场和位移场发生大大小小的改变，这会让地铁隧道的结构产生位移变化，甚至会破坏隧道的结构，一旦这种附加应力和位移的变形超过一定的范围，那么这将会导致地铁没有办法正常通车，严重的话还会造成一些无法估计的损失。

研究意义：通过该设计，使得自己提高对基坑开挖对下方既有盾构隧道变形影响等方面的认识，提高自学能力，培养独立研究能力。

通过这次毕业设计，熟悉国家的有关规范，了解深基坑施工有关设计和施工规范，并能较为系统的掌握坑开挖对下方既有盾构隧道的影响。

2. 国内外研究现状分析

国外研究现状：boone等人以某一大型支撑基坑为研究案例，并对获取的数据进行分析，基坑的开挖会引起周围的建筑物产生一定的地面运动，并用多种方法预测了此类运动，这种运动会带来一些存在的损伤，同时提出了一项改进的科学的方法来对其分类。

z jiang等人将地铁隧道想象成一个无限长的梁，对基坑开挖的过程中紧邻地铁隧道的位移进行了分析，并得出了位移的解析解，该计算方式的正确性在后来的实际工程案例中也得到了证明。

jf zhang等人在将地铁隧道想象为一个弹性长梁，并在此基础上提出了一种计算不同深基坑的开挖面积、与紧邻地铁隧道的相对距离、基坑开挖顺序对隧道最大变形的影响下隧道变形值的半解析解的计算方法。

3. 研究的基本内容与计划

内容：借助三维有限元abaqus软件，建立了基坑三维有限元分析模型，对基坑开挖对下方既有盾构隧道影响进行了研究分析。

本文将完成如下几方面内容：（1）建立可以分析下方既有盾构隧道的基坑开挖的三维有限元分析模型，在该模型中建立了相关的基坑支护结构和下方盾构隧道结构，采用分层开挖的方式开挖。

（2）收集并统计国内外运营地铁隧道的基坑工程实例，将工程概况、基坑与隧道间的空间关系、基坑支护形式、坑内外加固等主要影响因素进行归纳整理，合理的分析和总结基坑开挖对下方既有盾构隧道变形特性的影响。

4. 研究创新点

基坑底部加固土对坑底隆起位移有十分明显的抑制作用，进而能有效的控制隧道隆起变形，基坑的外围加固土可以减少基坑的侧向位移发展，对于保护隧道起到了很大的作用。

在基坑开挖中密切关注基坑围护、隧道的位移发展，最大程度的减小基坑开挖对地铁隧道及基坑周边环境带来的不利影响。

建立三维数值计算模型，将相邻基坑开挖时对隧道位移进行叠加，当基坑相距较近且距离隧道较近是该位移具有一定的非线性叠加效应，当基坑相距较远时具有线性叠加效应。