盾构施工对周边高架桥桩力学影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着在城市可用土地面积大量减少的情况下，对地下空间的开发已经成为了我们为城市开展建设的必要环节，也是我们未来发展的必要趋势。地铁的施工建设项目随着城市的发展日益增多，由于地铁隧道施工一般都会经过市中心，那必然会处于建筑物，道路和地下管线等基础设施的交汇区，对开发挖掘会引起相邻建筑物的桩基产生变形与附加内力。当这些影响到达一定程度时，就会对周围的设施产生安全威胁，所以开展盾构施工对周边高架桥桩力学影响的研究是非常有必要的。

2. 国内外研究现状分析

目前国内外的许多研究人员主要从数值分析，理论计算和试验研究这些方面进行研究。李永盛等学者提出了盾构推进对相邻桩体力学影响的使用计算方法。Chen等，Loganathan等，黄茂松等，李早等学者先对土体变形进行计算，再将土体的变形作用在桩上来分析内力和桩变形的两阶段法，对隧道施工引起的邻近桩基竖向及水平向力学反应进行了研究。在数值分析方面，Lee 等应用三维弹塑性有限元技术，探讨了隧道和桩之间的相互作用以及隧道的开挖对邻近桩基的影响。朱逢斌老师曾用Plaxis 3D Tunnel 对隧道开挖对邻近单桩工作性状的影响进行了研究。

3. 研究的基本内容与计划

盾构施工对周边高架桥桩力学影响的研究，笔者的计划方案如下：首先制定数值模拟计算模型方案，然后对关键设计参数进行筛选，而后研究不同参数取值例如隧道开挖空间尺寸，施工工序等下的高层下桩基础响应的变化规律，最后考察设计参数敏感性。在数据采集与处理方面，制定数值模型计算前，对模型的有效性进行验证，设计不同的设计参数取值，并对计算工况作详细的交代，详细记录不同参数值，不同工况下的计算结果，提取有效的桩基础结构的位移，内力等进行变化规律的分析，做出变化趋势曲线。最后进行结果分析，分别对地下基坑的开挖尺寸，支护条件，与邻近房屋桩基础的距离，桩长，桩间距，桩径和桩身刚度等条件变化下的基础受力与位移进行分析，并给出变化规律的机理解释。做到仔细、实事求是的开展原文献的阅读，尤其研究领域内比较有标志性研究成果务必精读，同时要紧紧跟进最新的研究进展，进行消化并梳理总结，严禁复制粘贴，没有逻辑；针对提出的任务进行落实细化，结合研究主题合理设计方案，给出好的思路；尽量每个章节能够独立成文，同时整体层次明确，格式符合要求。所有图表一律按照科技文章的要求，图要设计精良，一目了然，能够充分显示问题的规律，尽量用专业软件绘制，并分析到位；大致设计任务安排：

01~04周：文献综述与资料收集，论文工作计划制定； 05~14周：理论分析与相关数值计算研究，总结规律，形成论文初稿；15~16周：论文成稿与提交；

4. 研究创新点

在借鉴其他学者的基础上，利用Plaxis 3D Tunnel 建立数值计算模型，在有限元模拟计算中进行三个增量模拟，对开挖步进行排水降水模拟，产生开挖时的孔隙水压力；模拟土体开挖过程，在该增量步内消除开挖步内土体；消除注浆压力，对隧道开挖对邻近高架桥桩工作性状的影响进行了研究。