丁 樂(lè)（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近地鐵車(chē)站安全影響的三維有限元分析——以西朗公交樞紐站為例

丁 樂(lè)
（廣州地鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，廣東廣州 510010）

摘要：隨著城市地鐵工程的快速發(fā)展，地鐵周邊建筑物基坑的施工必然會(huì)對(duì)鄰近的地鐵車(chē)站產(chǎn)生一定的影響，特別是超近距離的基坑施工；因此必須進(jìn)行更為可靠的安全評(píng)估。借助有限元分析軟件MIDAS／GTS，考慮邊界條件、土層參數(shù)等工況條件，建立了基坑開(kāi)挖的三維有限元模型。先計(jì)算出基坑開(kāi)挖前地鐵結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)力狀態(tài)，再計(jì)算出由于基坑施工引起的位移、內(nèi)力等的變化，根據(jù)該變化值來(lái)判斷基坑施工對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響。同時(shí)，為滿足超近距離安全評(píng)估可靠性較高的要求，提出運(yùn)用Plaxis有限元模型進(jìn)行復(fù)核，為超近距離地鐵車(chē)站的深基坑施工安全評(píng)估提供了操作可行的方法。

關(guān)鍵詞：基坑開(kāi)挖；鄰近地鐵車(chē)站；三維有限元模型；結(jié)構(gòu)位移；結(jié)構(gòu)內(nèi)力

0　引言

目前，城市地鐵工程已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，地鐵線路已逐漸遍布城市地下各處，除地面上的建筑施工工程所涉及的基坑開(kāi)挖規(guī)模和開(kāi)挖深度都在不斷增加外［1］，因城市用地緊張，部分基坑與已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)車(chē)站的距離相當(dāng)近，其施工無(wú)疑將對(duì)鄰近的地鐵車(chē)站產(chǎn)生一定的影響。而已開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的地鐵車(chē)站對(duì)自身的變形要求也極為嚴(yán)格［2］，如何有效地對(duì)基坑開(kāi)挖引起鄰近地鐵車(chē)站的結(jié)構(gòu)位移及內(nèi)力變化進(jìn)行安全評(píng)估是至關(guān)重要的。

曾遠(yuǎn)等［3］以張揚(yáng)路地鐵車(chē)站基坑開(kāi)挖工程為依托工程，為了研究臨近基坑開(kāi)挖對(duì)既有車(chē)站變形的影響，通過(guò)運(yùn)用有限元分析軟件建立數(shù)值模型，從新舊兩車(chē)站間距、源頭變形、土體彈性模量3個(gè)因素入手，分析了張揚(yáng)路地鐵車(chē)站基坑開(kāi)挖對(duì)既有車(chē)站變形的影響；李偉強(qiáng)等［4］通過(guò)建立有限元數(shù)值模型，分析了臨近深基坑施工對(duì)既有地鐵的影響，并針對(duì)工程提出了合理的措施和建議，可以為今后類(lèi)似的工程提供參考；張國(guó)亮等［5］以深圳地鐵5號(hào)線前海灣站基坑工程為依

托工程，研究了臨近地鐵站基坑與既有地鐵站結(jié)構(gòu)的相互影響，通過(guò)運(yùn)用FLAC 3D有限元軟件建立數(shù)值模型，分析了前海灣站基坑與既有1號(hào)線鯉魚(yú)門(mén)車(chē)站結(jié)構(gòu)的受力變形情況；丁習(xí)富等［6］以臨近某地鐵車(chē)站的某市控制中心深基坑工程為背景，基于理正軟件驗(yàn)算基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，建立了既有滲流場(chǎng)、位移場(chǎng)的情況下深基坑按實(shí)際開(kāi)挖工況的三維數(shù)值模型，以緊鄰車(chē)站變形量和基坑結(jié)構(gòu)內(nèi)力最小為優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)開(kāi)挖工法進(jìn)行優(yōu)化，并分析了基坑開(kāi)挖對(duì)該站地鐵的影響評(píng)估；徐奴文［7］和謝弘帥［8］通過(guò)運(yùn)用Plaxis軟件建立了地鐵站深基坑開(kāi)挖過(guò)程的二維有限元分析模型，分析了地鐵站深基坑開(kāi)挖過(guò)程的變形規(guī)律。

本工程與地鐵車(chē)站距離超近（最近處為2.1 m），因此對(duì)地鐵車(chē)站的變形及內(nèi)力變化的安全評(píng)估要求極為嚴(yán)格，而對(duì)距離超近的類(lèi)似工程如何進(jìn)行安全可靠性評(píng)估及同時(shí)考慮變形和內(nèi)力變化的研究較少。本文運(yùn)用基于MIDAS／GTS的三維數(shù)值模擬方法從位移和內(nèi)力變化2方面進(jìn)行計(jì)算評(píng)估；另外，為提高安全評(píng)估的可靠性，運(yùn)用Plaxis有限元模型進(jìn)行復(fù)核，針對(duì)超近距離地鐵車(chē)站的深基坑施工的安全評(píng)估，提出一種操作可行的方法。

1　工程概況

1.1西朗公交樞紐站工程與地鐵車(chē)站的位置關(guān)系

西朗公交樞紐站工程位于廣州市區(qū)，擬建建筑物地上為24層、地下2層，建筑基礎(chǔ)采用人工挖孔樁樁基礎(chǔ)。擬開(kāi)挖基坑不規(guī)則，周長(zhǎng)約500 m，開(kāi)挖面積約20 570 m2，基坑底絕對(duì)標(biāo)高為－2.10 m，開(kāi)挖深度為9.6～9.8 m?；舆吘€距離廣佛線西朗站主體結(jié)構(gòu)約8.6 m，距離Ⅰ號(hào)出入口主體結(jié)構(gòu)2.6 m，距離Ⅲ號(hào)出入口主體結(jié)構(gòu)2.1 m。西朗公交樞紐站平面圖見(jiàn)圖1。

圖1　西朗公交樞紐站平面圖Fig.1 Plan of Xilang public transportation hub

廣佛線西朗站位于2條道路交叉部位，呈西南至東北走向布置，橫跨花地大道，車(chē)站東北側(cè)為加油站及民房，西南側(cè)為公共汽車(chē)站。車(chē)站全長(zhǎng)384.3 m，標(biāo)準(zhǔn)段寬20.7 m，車(chē)站帶雙列位停車(chē)線。車(chē)站覆土約2.25 m，底板埋深15.64 m，基底主要處于中、微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖中。主體結(jié)構(gòu)頂板、中板、底板、側(cè)墻厚度分別為800，400，900，700 mm。主體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1 000＠2 000鉆孔樁；附屬結(jié)構(gòu)位于車(chē)站南北兩側(cè)，北側(cè)現(xiàn)有風(fēng)亭及出入口，南側(cè)與地鐵1號(hào)線西朗站的Ⅰ號(hào)換乘通道相連；附屬圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用800＠1 000鉆孔樁。廣佛線西朗站的橫斷面圖如圖2所示。

圖2　廣佛線西朗站的典型橫剖面圖Fig.2 Typical crosssection of Xilang Station on GuangzhouFoshan Metro line

1.2工程地質(zhì)概況

場(chǎng)地所處地貌單元為珠江三角洲平原，地面大致平坦，自上而下劃分為人工填土層（Qml）、第四系沖積土層（Qal）、第四系殘積土層（Qel）及白堊系（K2d2）基巖。

1.3幾何關(guān)系分析

在施工的全過(guò)程中確保地鐵區(qū)間的安全運(yùn)營(yíng)成為本工程能否順利實(shí)施的關(guān)鍵。在深基坑開(kāi)挖過(guò)程中，土體卸載必然會(huì)引起基坑一定范圍內(nèi)土體的回彈和側(cè)向變形。影響土體側(cè)向變形的因素眾多，主要有：基坑參數(shù)（包括基坑平面尺寸、開(kāi)挖深度、圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式及插入深度比等）、基坑底部狀況（土層性質(zhì)、是否有樁基及土體的殘余應(yīng)力等）、開(kāi)挖參數(shù)（總卸荷量及比例、每次開(kāi)挖卸荷量及無(wú)支撐暴露時(shí)間等）。

本基坑開(kāi)挖深度為9.6～9.8 m，廣佛線西朗站的主體結(jié)構(gòu)埋深約15.64 m，與基坑平面距離約8.6 m，距離較大，因此深基坑開(kāi)挖對(duì)車(chē)站主體結(jié)構(gòu)的影響較??；對(duì)車(chē)站附屬結(jié)構(gòu)，埋深約10 m，距離廣佛線西朗站的Ⅰ號(hào)出入口主體結(jié)構(gòu)2.6 m、Ⅲ號(hào)出入口主體結(jié)構(gòu)2.1 m，基底埋深與基坑開(kāi)挖深度基本一致，因此深基坑開(kāi)挖對(duì)附屬結(jié)構(gòu)存在一定不利影響。

2　三維有限元模型的建立

2.1邊界條件及本構(gòu)關(guān)系

計(jì)算過(guò)程中的主要荷載包括自身重力、水土壓力、施工期間地面超載（按20 kPa考慮）等，周邊環(huán)境按無(wú)限剛度體模擬，約束有限元模型底部的豎向位移及各側(cè)面的法向位移。基坑內(nèi)部采用降水，降水位置處于基坑開(kāi)挖面以下500 mm。

本次分析的土層參數(shù)關(guān)系如表1［9］所示，采用MohrCoulomb破壞準(zhǔn)則［10］模擬巖土體的材料特性。

表1　地層的主要物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)表Table 1 Main physical and mechanical parameters of strata

地鐵車(chē)站、區(qū)間隧道、圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐等參數(shù)及本構(gòu)關(guān)系如表2所示。

表2　支護(hù)、地鐵結(jié)構(gòu)主要指標(biāo)表Table 2 Main parameters of support and Metro structure

2.2建立有限元模型

如上所述，地鐵車(chē)站及區(qū)間隧道周邊地層的力學(xué)性質(zhì)對(duì)約束基坑施工過(guò)程地鐵結(jié)構(gòu)的受力和變形起著關(guān)鍵作用，為此，進(jìn)行三維模擬分析計(jì)算時(shí)須充分結(jié)合本工程的地層分布特點(diǎn)合理選取計(jì)算參數(shù)。三維有限元計(jì)算模型中的地層主要根據(jù)本項(xiàng)目詳勘報(bào)告中地鐵結(jié)構(gòu)附近的工程地質(zhì)資料進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化而來(lái)，主要有：〈1〉素填土、〈2－2〉淤泥質(zhì)土、〈4－1〉強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖、〈4－2〉中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖及〈4－3〉微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖等地層。各地層的計(jì)算參數(shù)取值主要依據(jù)相關(guān)工程地質(zhì)勘察資料和工程經(jīng)驗(yàn)綜合分析確定。對(duì)地鐵車(chē)站主體結(jié)構(gòu)、出入口、聯(lián)絡(luò)通道和基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)計(jì)算參數(shù)依據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)施工圖紙資料，經(jīng)綜合考慮相關(guān)因素后確定。

對(duì)地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)構(gòu)件及地層的有限元模擬，采用板單元模擬圍護(hù)結(jié)構(gòu)、車(chē)站結(jié)構(gòu)、附屬結(jié)構(gòu)，梁?jiǎn)挝荒M冠梁、支撐，植入式桁架模擬錨索，實(shí)體單元模擬地層。本次分析采用水土分算的模式，摩爾－庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則仿真模擬地層。計(jì)算模型范圍以基坑外輪廓或者地鐵結(jié)構(gòu)外輪廓為基準(zhǔn)外擴(kuò)不小于25 m（約2倍基坑深度）而建立。三維有限元計(jì)算模型的邊界條件為：模型底部z方向位移約束，模型前后面y方向約束，模型左右面x方向約束。建立的三維有限元計(jì)算模型如圖3—6所示。

圖3　初始狀態(tài)有限元模型Fig.3 Finite element model of public transportation hub under initial status

3　結(jié)構(gòu)位移及內(nèi)力的計(jì)算

本項(xiàng)目有限元模型復(fù)雜，單元、節(jié)點(diǎn)有三十幾萬(wàn)個(gè)，為節(jié)約計(jì)算時(shí)間，便于收斂，第1，2計(jì)算步驟先計(jì)算出基坑開(kāi)挖前地鐵結(jié)構(gòu)的初始應(yīng)力狀態(tài)，并將前2個(gè)階段的位移清零。從第3至最后一個(gè)計(jì)算步驟計(jì)算出由于基坑施工引起的位移、內(nèi)力等變化，根據(jù)該變化值來(lái)判斷基坑施工對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)的影響，具體工況如表3所示。

圖4　基坑開(kāi)挖后的有限元模型Fig.4 Finite element model of public transportation hub after foundation pit cutting

圖5　地面超載有限元模型Fig.5 Finite element model of public transportation hub with ground overload

圖6　地鐵結(jié)構(gòu)與開(kāi)挖土體關(guān)系的有限元模型Fig.6 Finite element model of relationship between Metro station structure and foundation pit cutting

3.1結(jié)構(gòu)位移

結(jié)構(gòu)位移分為車(chē)站主體結(jié)構(gòu)Ⅲ號(hào)出入口、Ⅰ號(hào)出入口、樁基等結(jié)構(gòu)的位移，并繪制關(guān)系圖如圖7所示。

通過(guò)計(jì)算可知：

1）隨著基坑的開(kāi)挖，車(chē)站主體、Ⅲ號(hào)出入口、Ⅰ號(hào)出入口及樁基的水平位移、豎向位移、總位移不斷增大，開(kāi)挖至第3次時(shí)，位移達(dá)到最大，且位移均滿足變形要求。

表3　各工況階段分析表Table 3 Analysis on different construction stages

圖7　土體開(kāi)挖引起各結(jié)構(gòu)的位移Fig.7 Displacement of Metro station structure induced by foundation pit cutting

2）水平位移、豎向位移以及總位移的變化，離基坑越近，變化越大。

3）水平位移大于豎向位移。基坑開(kāi)挖前豎向在土體的擠壓下，已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，且開(kāi)挖基坑與地鐵結(jié)構(gòu)為平面位置關(guān)系；因此開(kāi)挖土體后，土體水平向失去平衡，土體產(chǎn)生較大水平位移，推動(dòng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)移動(dòng)，最終和圍護(hù)結(jié)構(gòu)一起達(dá)到平衡。豎向位移為土體水平移動(dòng)后導(dǎo)致土層變薄所致，為附帶位移，因此較水平位移小。

3.2結(jié)構(gòu)內(nèi)力

根據(jù)三維有限元分析結(jié)果表明，地鐵結(jié)構(gòu)的彎矩、軸力在基坑開(kāi)挖過(guò)程中變化值比較小，變化最大值出現(xiàn)在Ⅰ號(hào)出入口處，軸力最大變化值為69 kN／m，彎矩最大變化值為58 kN·m／m，對(duì)地鐵結(jié)構(gòu)受力影響很小，計(jì)算結(jié)果詳如表4所示。

表4　軸力、彎矩變化表Table 4 Variation of axial force and bending moment

4　Plaxis有限元平面模擬分析復(fù)核

考慮本工程與地鐵車(chē)站距離太近（最近處為2.1 m），為確保地鐵車(chē)站的變形及內(nèi)力變化的安全，須采用Plaxis有限元模型進(jìn)行模擬分析復(fù)核有限元分析軟件MIDAS／GTS的計(jì)算結(jié)果。因本項(xiàng)目基坑與地鐵結(jié)構(gòu)基本成平行分布，符合平面模型的特點(diǎn)，因此采用Plaxis平面模型進(jìn)行復(fù)核。

Plaxis平面模型中，邊界條件、土層參數(shù)及本構(gòu)關(guān)系、地鐵結(jié)構(gòu)參數(shù)及本構(gòu)關(guān)系等詳見(jiàn)2.1節(jié)，工況階段分析同表3。采用plate單元模擬圍護(hù)結(jié)構(gòu)、車(chē)站結(jié)構(gòu)，anchors單元模擬錨索，soil＆interface單元模擬地層；采用水土分算的模式，摩爾－庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則仿真模擬地層情況。計(jì)算模型范圍以基坑外輪廓或者地鐵結(jié)構(gòu)外輪廓為基準(zhǔn)，外擴(kuò)不小于25 m（約2倍基坑深度）而建立。有限元模型的邊界條件為：模型底部約束豎向位移。模型左右兩側(cè)約束水平向位移，建立模型如圖8所示。

計(jì)算結(jié)果如表5—8所示。

同時(shí)，深基坑施工造成鄰近地鐵結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)變化為：軸力最大變化值為77 kN／m，彎矩最大變化值為69 kN·m／m（均出現(xiàn)在出入口位置），地鐵結(jié)構(gòu)的受力變化處于可控范圍。

圖8　地鐵各結(jié)構(gòu)與開(kāi)挖土體關(guān)系的Plaxis模型Fig.8 Plaxis model of relationship between Metro station structure and foundation pit cutting

表5　車(chē)站主體結(jié)構(gòu)的位移匯總表Table 5 Summary of displacement of main structure of Metro station

表6　車(chē)站Ⅲ號(hào)出入口的位移匯總表Table 6 Summary of displacement of No.3 entrance of Metro station

表7　車(chē)站Ⅰ號(hào)出入口的位移匯總表Table 7 Summary of displacement of No.1 entrance of Metro station

表8　樁基位移匯總表Table 8 Summary of displacement of pile foundation

通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知，對(duì)結(jié)構(gòu)位移與內(nèi)力，均與有限元分析軟件MIDAS／GTS計(jì)算的結(jié)論一致，因此可以判斷深基坑施工不危及鄰近地鐵結(jié)構(gòu)的安全。

5　結(jié)論與討論

通過(guò)建立的三維有限元模型分析了西朗公交樞紐站基坑項(xiàng)目對(duì)地鐵車(chē)站主體結(jié)構(gòu)、出入口及樁基的影響，因本工程與地鐵車(chē)站距離超近，同時(shí)采用Plaxis有限元模型進(jìn)行模擬分析復(fù)核有限元分析軟件MIDAS／GTS的計(jì)算結(jié)果，從以上計(jì)算過(guò)程及結(jié)果可知：

1）地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)受基坑開(kāi)挖的影響較小，不需要采用額外的基坑加固措施便能確保地鐵結(jié)構(gòu)的安全。

2）針對(duì)與地鐵車(chē)站距離超近的基坑開(kāi)挖工程，為滿足開(kāi)通運(yùn)營(yíng)的地鐵車(chē)站對(duì)自身的變形及內(nèi)力變化要求，宜采用2種或2種以上的分析模型進(jìn)行安全評(píng)估計(jì)算。

3）本工程中，基坑施工造成鄰近地鐵結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生一定程度的改變，但引起地鐵車(chē)站結(jié)構(gòu)、出入口及樁基的位移較小，且鄰近地鐵結(jié)構(gòu)的受力變化處于較低水平，故本深基坑施工不危及鄰近地鐵的結(jié)構(gòu)安全，不影響地鐵的正常運(yùn)營(yíng)。

在后續(xù)的施工過(guò)程中，可根據(jù)計(jì)算結(jié)果，合理優(yōu)化布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，出入口處應(yīng)加密布設(shè)，樁基處可適當(dāng)減少布設(shè)，以節(jié)約投資；同時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控水平位移，必要時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采取相應(yīng)的施工加強(qiáng)措施。

由于廣州地區(qū)工程地質(zhì)的復(fù)雜性，在進(jìn)行數(shù)值模擬分析時(shí)極難選取合適的參數(shù)來(lái)反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，而且，在本文的模擬中并未考慮地下水的影響，這些都是有待于今后進(jìn)一步研究和討論的。

參考文獻(xiàn)（References）：

［1］ 劉國(guó)彬，王衛(wèi)東.基坑工程手冊(cè)［M］.2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009：75－83.（LIU Guobin，WANG Weidong.Handbook for founbdation pit engineering［M］.2nd Edition.Beijing：China Architecture＆Building press，2009：75－83.（in Chinese））

［2］ JG J120—2012建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2012：13－15.（JG J120—2012 Technical specification for retaining and protection of building foundation excavations［S］.Beijing：China Architecture＆Building Press，2012：13－15.（in Chinese））

［3］ 曾遠(yuǎn)，李志高，王毅斌.基坑開(kāi)挖對(duì)鄰近地鐵車(chē)站影響因素研究［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2005，4（1）：642－645.（ZENG Yuan，LI Zhigao，WANG Yibin.Research on influencing factors of deep excavation adjacent to subway station［J］.Underground Space and Engineering，2005，4 （1）：642－645.（in Chinese））

［4］ 李偉強(qiáng)，孫宏偉.鄰近深基坑開(kāi)挖對(duì)既有地鐵的影響計(jì)算分析［J］.巖土工程學(xué)報(bào)，2012（S1）：419－422.（LI Weiqiang，SUN Hongwei.Influence of deep excavations on existing subways［J］.Journal of Geotechnical Engineering，2012（S1）：419－422.（in Chinese））

［5］ 張國(guó)亮，韓雪峰，李元海，等.新建地鐵站基坑與既有車(chē)站結(jié)構(gòu)間相互影響的數(shù)值分析［J］.隧道建設(shè)，2011，31 （3）：284－288.（ZHANG Guoliang，HAN Xuefeng，LI Yuanhai，et al.Numerical simulation on interaction between

new foundation pit and existing Metro station［J］.Tunnel Construction，2011，31（3）：104－108.（in Chinese））

［6］ 丁習(xí)富，師海，孟小偉.深基坑開(kāi)挖與緊鄰在建地鐵車(chē)站影響優(yōu)化分析［J］.地下空間與工程學(xué)報(bào)，2014（10）：1817－1822.（DING Xifu，SHI Hai，MENG Xiaowei.Optimization analysis on foundation excavation and its effect on the nearby subway station under construction［J］.Underground Space and Engineering，2014（10）：1817－1822.（in Chinese））

［7］ 徐奴文.地鐵車(chē)站深基坑開(kāi)挖與支護(hù)有限元數(shù)值模擬［D］.大連：大連理工大學(xué)土木工程學(xué)院，2008.（XU Nuwen.Numerical Simulation with FEM on deep foundation excavation and timbering of Metro station［D］.Dalian：School of Civil Engineering，Dalian University of Technology，2008.（in Chinese））

［8］ 謝弘帥.深基坑開(kāi)挖對(duì)臨近地鐵車(chē)站基坑影響的有限元計(jì)算分析［J］.上海地質(zhì)，2009（2）：54－58.（XIE Hongshuai.The finite element analysis about the deep excavation effect on the adjacent subway foundation pit［J］.Shanghai Geology，2009（2）：54－58.（in Chinese））

［9］ 漆泰岳，白永學(xué)，李斌.復(fù)雜斷面地鐵隧道開(kāi)挖優(yōu)化及對(duì)建筑物的影響［J］.西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，47（1）：68－75.（QI Taiyue，BAI Yongxue，LI Bin.Optimization of complex crosssection Metro tunnel excavation and its influence on building［J］.Journal of Southwest Jiaotong University，2012，47（1）：68－75.（in Chinese））

［10］ 盧廷浩，劉祖德.高等土力學(xué)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：275－283.（LU Tinghao，LIU Zude.Advanced soil mechanics［M］.Beijing：China Machine Press，2006：275－283.（in Chinese））

Case Study on 3D Finite Element Analysis on Influence of Cutting of Foundation Pit on Safety of Existing Adjacent Metro Station

DING Le
（Guangzhou Metro Design＆Research Institute Co.，Ltd.，Guangzhou 510010，Guangdong，China）

Abstract：With the rapid development of urban Metro projects，the construction of foundation pits will have impact on existing adjacent Metro stations.As a result，a more reliable safety assessment system is needed when the foundation pit is close to the existing Metro station.The 3D finite element model is established for foundation pit cutting by using the finite element analysis software MIDAS／GTS，considering the boundary conditions and parameters of soil strata.First，the initial status of the Metro station is calculated；then the displacement and internal force variation of the Metro station induced by foundation pit cutting is calculated.The calculation results can be used to determine the influence of foundation pit cutting on the Metro station.Meanwhile，it is proposed that finite element model should be used for checking，which provides a feasible method for safety assessment of Metro station.

Key words：foundation pit cutting；adjacent Metro station；3D finite element model；structural displacement；structural internal force

作者簡(jiǎn)介：丁樂(lè)（1984—），女，湖南漢壽人，2009年畢業(yè)于大連理工大學(xué)，市政工程專業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)從事地鐵車(chē)站及地下結(jié)構(gòu)工程方面設(shè)計(jì)工作。

收稿日期：2015－01－13；修回日期：2015－03－18

中圖分類(lèi)號(hào)：U 459.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1672－741X（2015）04－0328－07

DOI：10.3973／j.issn.1672－741X.2015.04.008