基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力与变形研究

针对基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力和变形规律,提出了一种考虑围护结构变形影响的盾构隧道横向受力理论计算方法,并通过某实际工程三维有限元计算结果和干砂地层隧道旁侧基坑开挖离心模型试验结果,验证了隧道径向附加荷载理论计算方法的可靠性。结合该工程获取的围护桩水平位移、地表沉降、隧道变形和应变现场实测数据,探究了隧道横向受力-变形-内力之间的关联机制。结果表明：(1)隧道初始径向荷载呈“葫芦形”对称分布,侧方开挖引起隧道近基坑侧和拱顶外荷载减小,而远基坑侧和拱底外荷载增大,这与开挖引起的自由场地层位移和隧道位移相对大小有关,水平和竖向不均衡荷载由隧道纵向差异变形引起的环间剪切力平衡。(2)隧道椭圆形变形、朝基底方向的顺时针旋转角度和正负弯矩值随开挖不断增大。(3)隧道环向弯矩分布与螺栓相对位置关系密切相关,研究断面处近基坑侧拱腰附近存在螺栓,其将承担更多的环向拉应力;远基坑侧拱腰附近为混凝土管片,环向拉应力主要由管片承担,从而使得研究断面处隧道管片最大环向弯矩发生在远基坑侧拱腰位置。