软弱地层双排板桩围堰水平位移简化计算方法

为研究围堰内部基坑开挖时双排板桩的变形特性，提出了一种适用于软弱地层实际的双排板桩围堰水平位移计算方法。针对该地层围堰底端水平位移不可忽略的问题，在堰芯填土不可压缩假定下，构建了桩底为非固定端的双排板桩围堰计算模型。通过将背水侧被动区土体简化为弹性地基梁，获得降水阶段围堰水平位移微分方程。再进一步采用影像源法计算基坑开挖引起的土体位移场，推导出降水及基坑开挖引起的围堰水平位移微分方程，并利用有限差分法求解出围堰水平位移近似解。依托实际工程，将计算结果与有限元数值模拟结果、监测数据对比，结果表明：对于艾溪湖隧道工程，钢管桩水平位移的理论计算结果较数值结果偏小7～11 mm,桩顶水平位移最大处偏小15%;对于雁洲水闸工程，钢板桩实测水平位移最大值较理论计算值偏小约16.7%。总体上，对比结果均较为吻合，证明了所提简化计算方法的合理性及适用性。     

考虑剪切变形下盾构隧道引起上覆管线变形分析

近邻上覆既有管线进行盾构开挖会引起管线产生附加变形，进而会影响到既有管线的安全。这方面的理论研究，大多数将既有管线简化成Euler-Bernoulli梁搁置在Winkler和Pasternak地基模型上，未考虑管线的剪切效应及三参数Kerr地基模型对管-土相互作用的影响。基于此，提出了一种可预测管线纵向变形的解析方法。采用Loganathan公式获得隧道开挖引起周围土体自由竖向位移，把土体自由竖向位移附加在既有管线轴线上，将既有管线简化成可考虑剪切变形的Timoshenko梁，管-土相互作用采用Kerr地基模型，基于提出剪切层弯矩的计算假设，结合管线两端的边界条件获得管线在盾构隧道下穿作用下受力变形响应。工程案例研究结果表明：与既有文献存在的理论分析方法比较，该方法计算得出的理论解析结果更加贴近实测数据；与Euler-Bernoulli梁计算结果比较， Timoshenko梁给出的计算结果更具有优越性。进一步参数研究表明：随着既有管线剪切刚度的增大，管线抵抗变形的能力逐渐增大，这会导致隧道下穿引起的管线变形逐步减小，但会引起管线内力反向增大；随着地层损失率增大，既有管线受到的外力逐步增大，使得管线变形及其内力也逐渐增大；随着管线直径的逐渐增大，管线在隧道下穿作用下引起的管-土相互作用力逐渐增大，最终导致既有管线所受到的应力应变也会增大。