徐長節(jié) ，王伊麗，徐芫蕾，王金昌

（1.華東交通大學(xué) 土木建筑學(xué)院，江西 南昌 330013；2.浙江大學(xué) 城市與濱海巖土工程研究中心，浙江 杭州 310058；3.浙江省建筑科學(xué)設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 330013；4.浙江大學(xué) 交通工程研究所，浙江 杭州 310058）

1 引 言

近年來，隨著建設(shè)用地的日趨緊張，鄰近工程之間相互影響的案例屢見不鮮，最為典型的就是基坑工程施工對鄰近工程，如隧道（包括鐵路隧道、公路隧道、人防隧道等）的影響作用：基坑開挖和后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工引起土體中應(yīng)力重分布，從而對隧道產(chǎn)生附加的應(yīng)力與位移[1-2]。

鑒于此，如何從定性與定量的角度來評估基坑開挖及后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工對于既建運營隧道安全性的影響具有重大意義。對于這一重大課題，眾多國內(nèi)外學(xué)者對其解析解進(jìn)行了研究。陳郁等[3]結(jié)合Mindlin 經(jīng)典彈性理論解和彈性地基梁理論，不僅推導(dǎo)出由于基坑開挖引起臨近隧道結(jié)構(gòu)的附加應(yīng)力并同時計算出隧道隆起量。劉國彬等[4]建立了預(yù)測下臥隧道豎向變形的坑底隆起變形計算模型，研究了控制基坑下臥盾構(gòu)隧道豎向變形的方法。楊棟[5]通過結(jié)合彈性力學(xué)基本方程、love 位移函數(shù)和Hankel積分變換理論，分析獲得彈性半空間體應(yīng)力與位移的解析解，來分析基坑開挖引起的周圍土體位移場變化和由于基坑開挖造成地鐵盾構(gòu)隧道的變形。蔣洪勝等[6]通過對比隧道變形的現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果和開挖基坑周圍土體位移場的理論分析，分別從隧道的垂直沉降、水平移動以及橫向變形等角度討論了基坑開挖對臨近地鐵隧道的影響。吉茂杰等[7]結(jié)合時間、空間效應(yīng)，研究了臨近軟土基坑地鐵隧道的位移變化規(guī)律，并考慮基坑工程施工影響，推導(dǎo)出隧道位移變形的實用計算方法。

然而，解析方法在求解復(fù)雜模型問題時，往往遇到困難，因此，目前眾多學(xué)者更趨向于采用數(shù)值模擬方法來解決這類問題[8]。王衛(wèi)東等[8]采用數(shù)值模型模擬施工工況，分析了深基坑開挖過程中開挖卸載對臨近地鐵隧道的影響。高盟等[9]采用FLAC-3D 建立三維模型模擬開挖緊鄰上海某地鐵車站的工程基坑，對比有限元分析與現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)，詳細(xì)討論了設(shè)置托換樁、攪拌樁加固、分塊開挖等控制車站變形的有效措施。戚科駿等[10]采用Plaxis有限元軟件模擬了上海某一臨近地鐵隧道深基坑開挖的不同階段和不同施工方案，總結(jié)了不同施工方式對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生的不同影響。徐長節(jié)等[11]運用Plaxis 有限元軟件對相鄰隧道受基坑施工的影響進(jìn)行了數(shù)值分析研究，分析表明，采取加強有關(guān)圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度以及分塊對稱開挖等措施能顯著控制已建隧道的變形，同時說明在基坑開挖前對其對鄰近地下建筑物的影響進(jìn)行預(yù)研是十分必要的。鄭剛等[12]以緊鄰已運營天津地鐵 1 號線既有隧道箱體上方的西青道下沉隧道基坑工程為背景，采用ABAQUS軟件對基坑的實際施工過程進(jìn)行動態(tài)模擬，結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，分析并討論及時有效的隧道保護(hù)措施。

對于復(fù)雜的巖土工程問題，無論是傳統(tǒng)解析方法還是數(shù)值模擬方法都具有自身的優(yōu)越性與局限性。本文以某工程實例為背景，在此基礎(chǔ)上結(jié)合采用ABAQUS 有限元數(shù)值模擬分析法和簡化的規(guī)范角點法研究某擬建房建工程對既建下臥某公路隧道的影響，計算并分析了新建工程基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工對既建下臥公路隧道的應(yīng)力和變形的影響，并與現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)對比，二者結(jié)果較為一致，驗證了本文數(shù)值分析和理論分析的正確性，研究方法和結(jié)論可為類似工程提供借鑒。

2 工程概況及地質(zhì)條件

2.1 工程概況

擬建項目場地地貌單元屬丘陵地帶，位于半山腰處，最高海拔約為90 m，場地現(xiàn)已平整，高程在57.30～58.42 m 之間。本工程總用地面積為7 681 m2，建筑占地面積為1 600 m2，地上總建筑面積為4 462 m2，附設(shè)地下室一層，建筑面積為3 030 m2。擬建物主要為物資儲藏室及文化活動場所、1#設(shè)備用房、2#設(shè)備用房、會議室、1#檔案樓和2#檔案樓，層數(shù)均為3 層，框架結(jié)構(gòu)。山腳下有一既建公路隧道，南北走向，建成至今10 余年。隧道為兩座單向雙車道隧道，兩隧道凈間距30 m，其中東線隧道長825 m，西線隧道長772 m，兩座隧道共長1 597 m。隧道凈高5.0 m，凈空面積63.445 m2。

兩者平面位置關(guān)系如圖1 所示，兩者空間剖面關(guān)系如圖2 所示。

圖1 擬建建設(shè)工程與既建下臥隧道平面示意圖Fig.1 Plane diagram of the proposed construction project and the existing underlying tunnel

圖2 擬建建設(shè)工程與既建下臥隧道(西線)剖面示意圖Fig.2 Sketch map of the proposed construction project and the existing underlying tunnel(the west line)

隧道按新奧法（NATM）原則采用復(fù)合式襯砌。初期支護(hù)以錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴混凝土組成聯(lián)合支護(hù)體系，二次襯砌采用模筑混凝土襯砌，初期支護(hù)與二次襯砌之間設(shè)防水夾層。其中：Ⅴ～Ⅵ類圍巖二次襯砌混凝土為30 cm 厚25 號模筑混凝土，Ⅲ類圍巖二次襯砌為35 cm 厚帶仰拱模筑混凝土。設(shè)計速度為50 km/h；根據(jù)行車荷載等級，洞內(nèi)路面采用厚24 cm 的C35 水泥混凝土路面。

現(xiàn)場照片見圖3：

圖3 現(xiàn)場照片F(xiàn)ig.3 Site Photos

2.2 工程地質(zhì)條件

2.2.1 地層結(jié)構(gòu)

根據(jù)該建設(shè)工程勘察深度范圍內(nèi)揭露的地層，可將場地地基土劃分為3 個工程地質(zhì)層，其分布及力學(xué)參數(shù)取自該工程實例的工程地質(zhì)勘查報告，具體見表1。

表1 土層參數(shù)表Table 1 Table of soil parameters

根據(jù)該工程地質(zhì)勘查報告，該隧道所處地層均為中生界上侏羅系上統(tǒng)西山頭組成，巖性為晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r，巖性除風(fēng)化層外，致密堅硬，節(jié)理發(fā)育?？辈旆秶鷥?nèi)有3 條不同產(chǎn)狀和規(guī)模的斷層，其中F2斷層與隧道成40°相交，寬1～10 m，傾角85°，為張扭性正斷層，強烈破碎；F1 與F2 斷層于洞口與軸線相交，但未伸入洞內(nèi)。

2.2.2 場地水文地質(zhì)情況

地下水不發(fā)育，主要以第四系松散孔隙水和基巖裂隙水形式存在，水量貧乏?？傮w而言，地下水活動對圍巖穩(wěn)定性影響不大。

2.2.3 場地類別及不良地質(zhì)作用

按《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》[13]和勘察資料報告等綜合判定擬建場地類別為Ⅱ類，場地穩(wěn)定性類別為穩(wěn)定，工程地質(zhì)條件簡單，無動力地質(zhì)作用的破壞影響，且隧道所在區(qū)域為地震基本穩(wěn)定區(qū)，地震基本烈度為Ⅵ度，故本工程未見有明顯不良影響的地質(zhì)作用存在，較適宜擬建物建設(shè)。

3 有限元模擬分析

3.1 概述

為評價該項工程基坑開挖及后續(xù)的結(jié)構(gòu)施工對既建隧道的影響，采用切合實際工程、適合復(fù)雜工況的ABAQUS作為有限元分析軟件進(jìn)行數(shù)值分析。

3.1.1 計算模型簡化

選取隧道頂部距待建房屋底部最近距離的剖面（如圖1 所示剖面1-1），簡化為平面應(yīng)變問題進(jìn)行分析。在計算模型尺寸選取時，充分考慮了基坑開挖的深度、開挖基坑的大小及與既建公路隧道距離等工程影響范圍，模型大小取為284 m×86 m，如圖4 所示。

圖4 有限元計算模型簡化圖(單位:m)Fig.4 Simplified graph of finite element calculation model(unit:m)

新建工程基坑開挖深度約為2.5 m，擬建建筑物用房均為3 層，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[14]，框架結(jié)構(gòu)每層荷載約為15 kPa，對地面產(chǎn)生荷載為15 kPa×3= 45 kPa，考慮到實際環(huán)境的復(fù)雜性以及后期地面填土，取安全系數(shù)K=1.78，則荷載為80 kPa。基坑開挖所在土層為素填土和含角礫黏性土，土體重度為19 kN/m3，挖土后卸載19 kN/m3×2.5 m=47.5 kPa，與新建工程所產(chǎn)生的荷載相疊加，最終對地表作用荷載為32.5 kPa。

3.1.2 材料參數(shù)選取

假定同一土層中的土是均勻的、連續(xù)的、各向同性的，考慮土體非線性的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，將其視為理想彈塑性體，采用線性Drucker-Prager（簡稱D-P）本構(gòu)模型，來優(yōu)化復(fù)合新建工程基坑開挖及結(jié)構(gòu)施工對土體受壓狀態(tài)的模擬，并由室內(nèi)試驗獲得的Mohr-Coulomb 模型參數(shù)c，φ 轉(zhuǎn)化獲得線性D-P 模型參數(shù)β，d，見表2。

表2 土層D-P 模型參數(shù)Table 2 D-P model parameters of the soil layer

線性D-P 本構(gòu)模型[16]（見圖5）在π 平面上的屈服面不是圓形，以此來真實地反映不同的三軸拉伸和壓縮屈服強度、π 平面上的塑性流動以及不同的摩擦角和剪脹角，其屈服準(zhǔn)則為

式中：t為偏應(yīng)力參數(shù)；β為D-P 模型摩擦角，即線性屈服軌跡在p-t 應(yīng)力平面上的傾角；d為D-P模型黏聚力。

圖5 線性D-P 模型子午面上的屈服軌跡[16]Fig.5 Yield locus of linear D-P model on the meridian plane

3.1.3 分析步驟

Step-1：初始地應(yīng)力平衡。

Step-2：隧道開挖；以考慮襯砌的初始應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，便于與施工完畢后的襯砌應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)相比較。

Step-3：新建工程基坑開挖，由于土質(zhì)較好，采用放坡開挖，一次性開挖到底，深度為2.5 m，卸載為47.5 kPa。

Step-4：新建工程結(jié)構(gòu)施工,以地面加載80 kPa來實現(xiàn)對該工況的模擬。

3.1.4 邊界及荷載條件

限定模型兩側(cè)的水平位移和模型底部兩個方向的位移。設(shè)計單位明確：在新建工程范圍內(nèi)，基坑開挖相當(dāng)于卸載47.5 kPa，工程竣工后施工荷載約為80 kPa。

3.1.5 網(wǎng)格劃分

山體模型最小網(wǎng)格為0.5 m（圍巖附近），采用CPE4 單元，最大網(wǎng)格為3 m；隧道模型網(wǎng)格為0.5 m，采用CPE4I 單元（以精確模擬襯砌單元的彎曲變形模式），見圖6。

圖6 山體部分及襯砌部分網(wǎng)格劃分Fig.6 Mesh generation of the mountain and the lining

3.2 有限元計算結(jié)果及分析

根據(jù)該房建工程施工不同時間段對隧道產(chǎn)生不同程度的影響，定義以時間段為劃分依據(jù)的3 個工況，分別為：0為隧道建成時工況（初始平衡狀態(tài)）、1為基坑開挖后工況、2為工程建成后工況。

3.2.1 初始地應(yīng)力平衡

徑向位移在10-16數(shù)量級（10-7～10-8為最大可接受地應(yīng)力平衡結(jié)果），平衡結(jié)果理想。

3.2.2 應(yīng)力和徑向位移結(jié)果及分析

利用ABAQUS 有限元軟件對工程施工進(jìn)行動態(tài)模擬，對襯砌建立圓弧局部坐標(biāo)系，1 方向為徑向，2 方向為圓弧切線方向，以S22 表示隧道襯砌沿圓弧正截面上的應(yīng)力，U2 表示隧道襯砌沿圓弧的徑向位移，獲得不同工況條件下應(yīng)力和徑向位移的數(shù)值結(jié)果。只取最大值進(jìn)行統(tǒng)計，結(jié)果如表3 所示。

表3 不同工況下應(yīng)力與徑向位移計算結(jié)果統(tǒng)計Table 3 Summarization of stress and radial displacement calculation results under different working conditions

限于篇幅，本文選取相對不利的西線隧道進(jìn)行詳細(xì)的有限元模擬數(shù)值分析。

由圖7 可知，隧道建成的初始平衡狀態(tài)作為工況0，此時西線隧道襯砌最大壓應(yīng)力約為7.5 MPa，位于拱角處，且襯砌內(nèi)部未出現(xiàn)拉應(yīng)力，符合巖石抗壓強度遠(yuǎn)優(yōu)于抗拉強度的力學(xué)性能?；娱_挖2.5 m（工況1）時，相當(dāng)于土體卸載約47.5 kPa，相較于開挖前，西線隧道襯砌的應(yīng)力狀態(tài)改變可忽略。待工程建成后（工況2），隧道襯砌最大壓應(yīng)力約8.5 MPa，較隧道建成后的最大壓應(yīng)力增大1.0 MPa，增幅約13.3%，但仍小于C25 混凝土抗壓強度設(shè)計值11.9 MPa。可見水廠配套用房建成后對隧道襯砌確有一定影響，但影響較小。

圖7 應(yīng)力沿襯砌圓弧變化曲線(西線)Fig.7 Curves of stress along the arc axis(the west tunnel)

由圖8 可知，隧道襯砌的最大徑向位移發(fā)生在拱頂，即拱頂豎向位移，在隧道建成工況0（初始平衡狀態(tài)）下約為2.20 mm，基坑開挖后工況1 與工程建成后工況2 時拱頂位移分別約1.7 mm 和3.7 mm，較基坑開挖前分別減小了0.5 mm 和增加1.5 mm。按照規(guī)范《公路隧道設(shè)計規(guī)范》[17]：按Ⅲ級圍巖，拱頂下沉允許值為隧道寬帶的0.1%～0.3%，即12～36 mm?？梢姡娱_挖和工程建設(shè)對隧道徑向位移均有影響，但較小，可忽略不計。

圖8 徑向位移沿襯砌圓弧變化曲線(西線)Fig.8 Curves of radial displacement along the arc axis(the west tunnel)

圖9 應(yīng)力沿襯砌圓弧變化曲線(東線)Fig.9 Curves of stress along the arc axis(the east tunnel)

圖10 徑向位移沿襯砌圓弧變化曲線(東線)Fig.10 Curves of the radial displacement along the arc axis(the east tunnel)

圖9和圖10分別為東線隧道應(yīng)力和徑向位移沿襯砌圓弧變化曲線，同理可以分析得到和西線隧道類似的結(jié)論，即新建工程的基坑開挖和工程建設(shè)對隧道襯砌和徑向位移均有一定影響，但較小。

綜合上述有限元分析，可得到以下兩點結(jié)論性意見：

（1）整個施工過程對襯砌內(nèi)力產(chǎn)生的影響較小，西線隧道內(nèi)力增幅約13.3%，東線隧道內(nèi)力增幅約12%，最大壓應(yīng)力小于襯砌混凝土抗壓強度設(shè)計值，完全在安全范圍內(nèi)。

（2）工程建成后，西線隧道拱頂徑向位移增大約1.5 mm，東線隧道拱頂徑向位移增大約1.6 mm，位移增量很小，總量均在設(shè)計規(guī)范允許范圍之內(nèi)。

以上ABAQUS 數(shù)值模擬結(jié)果證明該工程建設(shè)是安全可行的。

4 土力學(xué)理論計算分析

4.1 概述

ABAQUS 有限元軟件從數(shù)值分析的角度驗證了該工程的可行性與實施性，為進(jìn)一步論證，從傳統(tǒng)的土力學(xué)角度考慮，在陳郁等[3]結(jié)合Mindlin 經(jīng)典彈性理論解推導(dǎo)出由于基坑開挖引起隧道結(jié)構(gòu)的附加應(yīng)力的基礎(chǔ)上，按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[18]，利用簡化的規(guī)范角點法計算矩形面積上均布荷載作用下土體產(chǎn)生的附加應(yīng)力，即

式中：σz為擴(kuò)散距離為z 時地基中附加應(yīng)力；Kz為附加應(yīng)力系數(shù)；P為矩形均布荷載密度。

根據(jù)隧道剖面圖，隧道頂部黃海高程約為19 m，待建工程區(qū)域目前的黃海高程約為57.5 m，二者距離z=38.5 m，即附加應(yīng)力擴(kuò)散距離。故土力學(xué)傳統(tǒng)理論計算模型可以簡化為，在含有地下室部分大小41 m×58 m 的矩形荷載和3 個擬建用房11 m×14 m 的矩形荷載作用下，土體附加應(yīng)力擴(kuò)散距離z=38.5 m 處附加應(yīng)力的計算。計算附加應(yīng)力平面簡化圖形如圖11 所示。

圖11 附加應(yīng)力計算平面簡圖(單位:m)Fig.11 Calculating plane diagram of additional stress(unit:mm)

根據(jù)附加應(yīng)力擴(kuò)散規(guī)律，隧道頂部受到的最大附加應(yīng)力區(qū)域可能位于西側(cè)隧道軸線與地下室相交中部A，或西側(cè)隧道軸線與1#設(shè)備用房相交的B，亦或東側(cè)隧道軸線與2#設(shè)備用房和2#檔案樓連線的交點C。因此，分別求出區(qū)域A、B、C 3 處的附加應(yīng)力，便可得由于基坑開挖引起的最大附加應(yīng)力。

4.2 區(qū)域A、B、C 受到的附加應(yīng)力

限于篇幅，選取附加應(yīng)力最大的相對不利點的區(qū)域B 作為具體的簡化規(guī)范角點法進(jìn)行應(yīng)力計算。

4.2.1 B 點受到的附加應(yīng)力

（1）西線隧道頂部區(qū)域B 的附加應(yīng)力計算簡圖如圖12～14 所示。

圖12 地下室傳至區(qū)域B 的計算簡圖(單位:m)Fig.12 Calculation diagram of additional stress from basement to area B(unit:m)

圖13 1#設(shè)備間傳至區(qū)域B 的計算簡圖(單位:m)Fig.13 Calculation diagram of additional stress from No.1 equipment room to area B(unit:m)

圖14 2#設(shè)備間傳至區(qū)域B 的附加應(yīng)力計算簡圖(單位:m)Fig.14 Calculation diagram of additional stress from No.2 equipment room to area B(unit:m)

（2）根據(jù)L/B 與Z/B 的值查《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》[18]“矩形面積上均布荷載作用下角點的平均附加應(yīng)力系數(shù)Kz”，并乘以地面矩形均布荷載密度P=32.5 kPa，計算結(jié)果如下：

由表4 中2#設(shè)備間傳遞到區(qū)域B 的附加應(yīng)力為1 kPa，可知，2#檔案樓由于距離B 更遠(yuǎn)，其對區(qū)域B 的影響數(shù)值將更小，可忽略不計。

所以，可得西線隧道頂部B 點受到的總附加應(yīng)力約為3.552+19.880+1.000 kPa=24.432 kPa

表4 西線隧道頂部區(qū)域B 的附加應(yīng)力計算Table 4 Calculated additional stress of roof area B in west tunnel

4.2.2 區(qū)域A、B、C 附加應(yīng)力計算

同理利用規(guī)范角點法可以求得區(qū)域A和C的附加應(yīng)力，3 個區(qū)域的附加應(yīng)力匯總表如表5 所示。

表5 區(qū)域A、B、C 附加應(yīng)力匯總Table 5 Additional stress summarization of areas A,B,C

4.3 土力學(xué)理論計算結(jié)果

西線隧道從A 點到B 點長40 m 隧道頂部受到上部建筑物傳來的附加應(yīng)力不足30 kPa，進(jìn)一步采用有限元對隧道結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力模擬后發(fā)現(xiàn)，30 kPa 的外部荷載對襯砌產(chǎn)生的最大壓應(yīng)力約0～0.45 MPa，其值相對隧道襯砌最大的8.5 MPa 壓應(yīng)力可忽略不計；且增加后的隧道襯砌壓應(yīng)力均在材料強度安全范圍內(nèi)，產(chǎn)生的最大徑向位移為0.10 mm，可忽略不計。

東線隧道受的的總附加應(yīng)力小于西線隧道，地下室荷載對東線隧道產(chǎn)生的附加應(yīng)力比較小；東線隧道主要受到2#設(shè)備用房及2#檔案樓影響，總附加應(yīng)力約為11 kPa 左右，和西線隧道產(chǎn)生的近似30 kPa 附加應(yīng)力相較更小，造成的影響更小，可以忽略不計。

故從理論分析的角度，該建設(shè)工程施工可行。

5 監(jiān)測結(jié)果與對比分析

5.1 監(jiān)測結(jié)果

在基坑施工整個過程中，為保證下臥運營某公路隧道的安全，采用信息化施工對該隧道的拱頂位移和水平收斂進(jìn)行了常規(guī)的自動化監(jiān)測。限于篇幅，本文選取相對不利的西線隧道進(jìn)行詳細(xì)的監(jiān)測對比分析。

考慮到西線隧道被影響長度約為120 m，根據(jù)土力學(xué)計算的附加應(yīng)力最大區(qū)域A 和B 的位置，取監(jiān)測中部90 m 作為典型監(jiān)測段，每10 m 布置一個監(jiān)測面，共10 個監(jiān)測斷面，每處監(jiān)測面設(shè)置2 對監(jiān)測點，分別測拱頂沉降和水平收斂，其中用凈空垂直位移代替拱頂沉降（隧道為全斷面開挖），采用WRM-3 型收斂計獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，精度達(dá)0.03 mm（見圖15）。

圖15 監(jiān)測平面示意圖(單位:m)Fig.15 Monitoring plan sketch(unit:m)

5.2 監(jiān)測對比分析

監(jiān)測面3 處于區(qū)域B，附加應(yīng)力最大，限于篇幅，選取該監(jiān)測面的現(xiàn)場實測值與計算值進(jìn)行對比分析，繪制如圖16。圖中所示的實測值與計算值相差不大（穩(wěn)定于0.20～0.45 mm），且均小于計算值，0 隧道建成后工況（平衡狀態(tài)）、1 基坑開挖后、2工程建成后的豎向位移的實測值分別為1.80，1.41，3.30 mm，均在計算值2.20，1.70，3.70 mm 的安全范圍內(nèi)。另一方面，隧道水平收斂位移的數(shù)值模擬計算值為10-5m 級，現(xiàn)場實測中表明水平位移基本為0。

圖16 隧道拱頂豎向位移實測值與計算值對比(西線)Fig.16 Comparison of tunnel's vertical displacement between measured values and calculated values(the west tunnel)

綜上說明，基坑開挖的卸載和工程建設(shè)的加載對下臥運營公路隧道的影響較小，說明該項目實施的可行性。

6 結(jié) 論

（1）在既建公路隧道上方進(jìn)行工程建設(shè)，必然會對下臥隧道產(chǎn)生影響，引起隧道應(yīng)力以及位移的改變。本文結(jié)合具體工程，研究表明：雖然相當(dāng)于卸載的基坑開挖和加載的工程建設(shè)對該擬建工程有影響，但影響較小，從有限元數(shù)值分析、土力學(xué)理論計算以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的對比，均證明了該工程建設(shè)的安全性和可行性。

（2）本文采用了數(shù)值分析法和傳統(tǒng)土力學(xué)兩種方法進(jìn)行對比研究，分析結(jié)果趨于一致。說明數(shù)值分析法和傳統(tǒng)的土力學(xué)理論法在此類施工邊界清晰、荷載施加明確的工程中同樣具有適用性，而且傳統(tǒng)的土力學(xué)理論法概念更清晰，分析難度相對較小。

（3）對于本工程，在數(shù)值模擬方面，建立二維平面應(yīng)變的模型，相對于實際的隧道三維受力狀態(tài)，所得到的應(yīng)力及位移有放大的傾向，實測數(shù)據(jù)表明了這一點。因此，對于類似工程而言，二維分析模型計算工作量相對較小，相較于考慮三維的實際工程安全性更有保障。

（4）對于實際巖土和地下工程，由于存在諸多不確定性，如土體參數(shù)、隧道目前狀態(tài)等，為確保工程的安全性，有必要采取相應(yīng)的實時監(jiān)測手段。

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