非开挖与明挖柔性管上土压力与变形对比分析

利用PLAXIS 2D数值模拟软件,通过对实际案例的模拟计算验证软件的可靠性与精确性,并针对4种典型地层、不同地下水条件、2种施工方法,揭示明挖与非开挖管线上所受压力与变形的区别及成因,确定管线上压力与变形主要影响因素和作用机理。研究结果表明:管在变形的过程中周围土体对管产生土侧压力,致使PVC柔性管上的最大压力一般出现在管线两侧水平直径处。明挖法施工对土体的扰动范围远大于非开挖法的扰动范围,导致明挖管线上最大压力与变形量远比非开挖管线的大,其中明挖管线上最大压力是非开挖管线的2.6~11.65倍,变形量是非开挖管线的3.96~11.95倍。土体密度是影响明挖法管线上压力与变形的最主要因素,同时,内聚力和泊松比是影响非开挖管线上压力和变形的最主要因素。软黏土地层水位从-2.5 m升高到5.5 m的过程中,由于孔隙压力增大,有效应力减小,明挖管线上的最大压力与变形分别增加18.74%和13.38%,而非开挖管线上最大压力与变形则分别增加615.09%和311.11%,因此,水位的升高对非开挖管线的影响远比对明挖管线的影响大。