為了探究盾構(gòu)開挖面失穩(wěn)與既有地下管線間的相互影響機制,進一步完善下穿既有管線盾構(gòu)開挖面失穩(wěn)擾動理論,結(jié)合上海地鐵14號線下穿DN3500合流管線的工程背景,通過數(shù)值方法,針對下穿既有管線盾構(gòu)開挖面失穩(wěn)開展模擬和分析,研究不同工況既有地下管線存在下的開挖面失穩(wěn)機制以及開挖面失穩(wěn)對既有管線的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:既有管線與開挖面相對位置關(guān)系不同,其相互影響的范圍和程度也不同,當既有管線與開挖面間的水平凈距為0.5D時,既有管線對開挖面土體失穩(wěn)擾動的影響最大,既有管線的存在將明顯抑制開挖面失穩(wěn)往地表的擴展;當既有管線與開挖面間的水平凈距為1.0D時,開挖面失穩(wěn)對既有管線的影響很大,此時既有管線變形很大,且主要以豎向沉降為主。

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【部分圖文】：

圖1 工程剖面示意圖

上海地鐵14號線西起嘉定封浜，東至浦東金橋，線路全長約39.1km，共設(shè)車站31座，均為地下站。其中中寧路至東新路區(qū)間隧道外徑6.6m，內(nèi)徑5.9m，在中山北一路、武寧路路口將下穿DN3500合流管，如圖1所示。合流管管徑為3500mm，壁厚為320mm，埋深5m，....

圖2 有限元模型

計算中土體采用Mohr-Columb本構(gòu)模型，具體土體物理力學性質(zhì)參數(shù)詳見表1，既有管道采用彈性本構(gòu)，其物理力學性質(zhì)參數(shù)詳見表2。模型中考慮管道與土體之間的接觸關(guān)系，管道與土體在法向采用硬接觸，在切向采用庫倫摩擦接觸，摩擦系數(shù)取為0.7。計算采用三維彈塑性分析。1.4計算步驟及....

圖3 工況設(shè)置示意圖

為了能夠得到開挖面失穩(wěn)對管道的影響范圍以及有無管道對于開挖面失穩(wěn)模式的影響，特設(shè)置了如下幾種計算工況，詳見表3。其中Z為隧道與既有管道截面中心的水平距離，如圖3所示。2模擬結(jié)果與分析

圖4 Z=0工況

圖4給出了Z=0工況下，開挖面失穩(wěn)時的土體變形云圖以及地表沉降曲線。其中，圖4(c)中v代表地表沉降，L/D代表盾構(gòu)開挖面前方長度與盾構(gòu)隧道直徑的比值。通過對比圖4(a)和圖4(b)可以看出，管道的存在在一定程度上改變了盾構(gòu)開挖面失穩(wěn)時上方土體的擾動規(guī)律。將開挖面前方以及上方土體....

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