明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2018.05.003

中国科学引文数据库（CSCD）来源期刊
中文核心期刊中文科技核心期刊
Scopus RCCSE中国核心学术期刊
美国EBSCO数据库俄罗斯《文摘杂志》
《日本科学技术振兴机构数据库（中国）》

隧道建设（中英文） ›› 2018, Vol. 38 ›› Issue (5): 740-746.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2018.05.003

明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析

金生吉¹，陈华^1，*，舒哲^{1, 2}，何丽娟^1

（1. 沈阳工业大学建筑与土木工程学院，辽宁沈阳 110870； 2. 中冶京诚工程技术有限公司，北京 100176）

收稿日期:2017-12-06 修回日期:2018-01-30 出版日期:2018-05-20 发布日期:2018-06-01
作者简介:金生吉(1973—)，男，辽宁康平人，2009年毕业于东北大学，结构工程专业，博士，教授，主要从事桥隧工程结构分析与监测、新型复合建筑材料性能与应用研究。Email: shengjijin@sina.com。*通信作者：陈华， Email: 1309874030@qq.com。
基金资助:
辽宁省自然科学基金项目（2015020583）；辽宁省教育厅基金项目(201564068)

Axial Force Monitoring and Numerical Simulation of Steel Supports in an Opencut Expressway Tunnel Foundation Pit

JIN Shengji¹, CHEN Hua^1，*, SHU Zhe^{1, 2}, HE Lijuan¹

(1. School of Architecture and Civil Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, Liaoning, China; 2. MCC Capital Engineering & Research Incorporation Ltd., Beijing 100176, China)

Received:2017-12-06 Revised:2018-01-30 Online:2018-05-20 Published:2018-06-01

摘要/Abstract

摘要：

为研究深基坑开挖过程中钢支撑轴力的变化情况，以沈阳市南北快速干线隧道深17.8 m基坑工程支护体系中横向钢支撑为研究对象，对基坑开挖过程中的轴力变化值进行现场实时监测，并采用有限元软件MIDAS/GTS对不同工况下的钢支撑轴力进行模拟研究，得出各道钢支撑的轴力云图及变化规律。结果表明： 1）随着基坑开挖深度的增加，坑壁主动土压力逐渐增大，使得每道钢支撑轴力在短期内均呈线性增长趋势； 2）同一断面钢支撑全部架设完成后轴力有所衰减，其原因之一是连续墙后的土体发生了流变现象，使得土体应力重新分配并达到新的平衡。

关键词: 公路隧道, 深基坑, 钢支撑, 轴力, 监测, 数值模拟

Abstract:

In order to study the variation laws of steel support axial force during excavation of a deep foundation pit of Shenyang NorthSouth Expressway Tunnel with burial depth of 17.8 m, the axial force of horizontal steel supports of the supporting system is studied. And then the realtime monitoring of axial force variation during excavation of foundation pit is conducted. Finally, the axial force of steel supports under different conditions is simulated by finite element software MIDAS/GTS, and the axial force nephograms and variation laws of every steel support are obtained. The results show that: (1) With the increase of excavation depth of the foundation pit, the active earth pressure on the foundation pit wall increases gradually, which makes the axial force of every support increase linearly in a short period. (2) The axial force of every steel support in a same crosssection attenuates after the whole erection of the steel supports, whose cause lays on soil stress redistributioncaused balance after rheology behavior of soil behind underground diaphragm wall.

Key words: expressway tunnel, deep foundation pit, steel support, axial force, monitoring, numerical simulation

中图分类号:

U 45

金生吉，陈华，舒哲，何丽娟. 明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析[J]. 隧道建设, 2018, 38(5): 740-746.

JIN Shengji, CHEN Hua, SHU Zhe， HE Lijuan. Axial Force Monitoring and Numerical Simulation of Steel Supports in an Opencut Expressway Tunnel Foundation Pit[J]. Tunnel Construction, 2018, 38(5): 740-746.

[1]	黄章君, 杨艳玲, 汤东桑, 张卫中. 大尺寸矩形顶管始发井反力墙数值模拟与监测[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 972-980.
[2]	韩贇. 水下盾构隧道管片钻穿引起的涌水突泥治理技术研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(7): 1049-1056.
[3]	孙振川, 钱彤途, 任颖莹, 褚长海, 周振建. 隧道掘进机工程大数据管理平台关键技术及应用研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 783-792.
[4]	吴贤国, 王雷, 陈虹宇, 张立茂, 张凯南. 基于BIM技术的物联网运营地铁结构健康监测系统设计与实现[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 905-914.
[5]	张振华, 白永厚, 郭春, 程江浩. 钻爆法施工隧道噪声传播特性研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(6): 821-826.
[6]	张宇, 阳军生, 祝志恒, 唐志扬, 傅金阳. 基于图像点云空间测距算法的隧道初期支护整体变形监测技术研究与应用[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 686-694.
[7]	牟星宇, 杨理波, 向一鸣, 杜志刚. 基于曲率感知的高速公路隧道弯道路段调控方法研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 695-701.
[8]	陈小峰, 王兴平, 郭春, 韩宇. 鹧鸪山特长公路隧道通风平导新型中隔墙技术可行性研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 702-710.
[9]	夏鹏曦, 段儒禹, 汪主洪, 于丽. 公路隧道光伏薄膜遮阳棚的透光率选型及光伏效益估算[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 711-716.
[10]	王发民, 孙振川, 张良辉, 李凤远, 张兵, 王国安. 汕头海湾隧道超大直径泥水盾构针对性设计及不良地质施工技术[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 735-746.
[11]	刘浩, 祝志恒, 李林毅. 京珠高速公路洋碰隧道水害原因分析及安全性评价[J]. 隧道建设, 2020, 40(5): 747-754.
[12]	周红芳. 木寨岭公路隧道高弹模PVA合成纤维喷射混凝土抗裂技术研究与探讨[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 490-495.
[13]	李铁生. 管幕洞桩法地铁车站设计施工关键技术研究[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 531-537.
[14]	梅家林, 汤振农, 杜志刚, 焦方通. 高速公路隧道入口区域交通工程设施改善对策与应用[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 545-551.
[15]	李发勇. 盾构掘进切削灌注桩桩基群施工关键技术———以宁波地铁3 号线钱仇区间为例[J]. 隧道建设, 2020, 40(4): 569-585.

明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析

Axial Force Monitoring and Numerical Simulation of Steel Supports in an Opencut Expressway Tunnel Foundation Pit

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价