隨著城市的發(fā)展，城市地鐵工程進(jìn)入快速發(fā)展階段，地鐵線路已逐漸遍布城市地下各處，而地面建筑施工工程，特別是基坑開(kāi)挖工程，其規(guī)模和開(kāi)挖深度都在不斷增加，這勢(shì)必對(duì)臨近的地鐵隧道產(chǎn)生一定的影響。

    運(yùn)營(yíng)中的地鐵隧道和車站對(duì)自身的變形要求極為嚴(yán)格，很多情況下都需要計(jì)算評(píng)估基坑開(kāi)挖對(duì)地鐵隧道的影響，DIC技術(shù)變形應(yīng)變測(cè)量，成為該模擬實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的重要測(cè)量設(shè)備，其應(yīng)用也逐漸得到了重視和推廣。

    DIC技術(shù)-基坑開(kāi)挖模擬實(shí)驗(yàn)

    新拓三維自主研發(fā)的DIC技術(shù)方案，可用于針對(duì)巖土隧道領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)分析所需要的變形數(shù)據(jù)采集能力，系統(tǒng)分析軟件具有快速準(zhǔn)確的應(yīng)變分析功能，直觀輸出變形應(yīng)變分析結(jié)果等特點(diǎn)，已越來(lái)越多地應(yīng)用于巖土隧道工程領(lǐng)域。

    國(guó)內(nèi)某知名大學(xué)城市學(xué)院擬采用基坑開(kāi)挖模擬試驗(yàn)，采用新拓三維DIC技術(shù)測(cè)量在基坑開(kāi)挖時(shí)擋土單元的變形和應(yīng)變，為實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)分析提供有力支撐。

    基坑開(kāi)挖模擬實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

    1）研究基坑開(kāi)挖到不同深度時(shí)，下方隧道的響應(yīng)狀態(tài)。

    2）研究矩形基坑與管線管不同交角下，基坑開(kāi)挖對(duì)下方既有地鐵隧道的影響。

    3）研究地下水不同的水位高度下，基坑開(kāi)挖對(duì)隧道的影響。

    基本原理

    基坑開(kāi)挖會(huì)對(duì)地層既有的原狀土產(chǎn)生擾動(dòng)，改變土體的應(yīng)力場(chǎng)。地鐵隧道上進(jìn)行基坑開(kāi)挖，會(huì)使隧道上方產(chǎn)生卸荷作用，減弱隧道管片的應(yīng)力，使隧道管片松動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，容易使地下水滲入造成隧道危害。

    基坑與隧道不同的交叉方式，會(huì)對(duì)下方隧道有不同程度的影響，可改變隧道與基坑的交角來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹ＤM基坑開(kāi)挖的不同深度，研究隧道的相應(yīng)；地下水的因素也會(huì)對(duì)基坑開(kāi)挖時(shí)地鐵隧道的響應(yīng)產(chǎn)生影響，通過(guò)監(jiān)測(cè)模擬基坑開(kāi)挖時(shí)的應(yīng)力削減和位移，達(dá)到研究的目的。

    基坑模擬試驗(yàn)的支護(hù)結(jié)構(gòu)由擋土墻和內(nèi)支撐組成，擋土墻兩側(cè)的止水橡膠和防水油泥，可保證擋土墻移動(dòng)過(guò)程中，擋土墻與模型箱接觸面不發(fā)生漏水。在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，采用DIC技術(shù)實(shí)時(shí)采集土體開(kāi)挖時(shí)臨近擋土墻結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)變。

    基坑開(kāi)挖開(kāi)始時(shí)，地鐵隧道模擬結(jié)構(gòu)的變形以水平變形為主，豎向變形較小，開(kāi)挖過(guò)程中各結(jié)構(gòu)水平變形方向?yàn)槌蚧印?/p>

    隨著開(kāi)挖深入到底部時(shí)，擋土墻結(jié)構(gòu)變形量達(dá)到最大值，隧道模擬主體結(jié)構(gòu)在基坑開(kāi)挖卸荷作用下的豎向位移變現(xiàn)為沉降，隧道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位移隨著開(kāi)挖深度的增大而增大。

    基坑開(kāi)挖會(huì)造成臨近地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的位移和變形，DIC技術(shù)可計(jì)算分析隧道結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)過(guò)程中的變形量，進(jìn)行有限元分析和驗(yàn)證，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)有利于保障地鐵區(qū)間隧道和地鐵車站的結(jié)構(gòu)安全，對(duì)實(shí)際工程有一定指導(dǎo)意義。