洞桩法车站拱顶开洞结构力学行为分析

来源：中国血液净化杂志2025年第12期北京时间：

作者：章慧健, 周学民, 苏文汉, 裴行凯, 陈泽坤

单位：1. 西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室, 四川 成都 610031;2. 中铁五局集团华南工程有限公司, 广东 东莞 523160;3. 广州地铁设计研究院股份有限公司, 广东 广州 510010"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (52178395)

摘要：地铁车站在修建过程中常对主体结构开设孔洞以满足其换乘等功能需求,但会较大地削弱开洞部位主体结构的承载能力。为了探究洞桩(Pile-beam-arch, PBA) 法地铁车站拱顶开洞结构力学行为,以广州某新建的洞桩法地铁车站为研究对象,通过室内模型试验对洞桩法车站拱顶开洞结构的破坏模式、裂缝扩展与变形规律展开深入研究；其次通过数值模拟方法对全尺度车站拱顶开洞结构的稳定性和开洞的影响范围进行分析。研究结果表明：车站拱顶开洞段的纵梁处于三维扭转状态,但其水平抗弯刚度较大,仍以竖向弯曲为主要变形特征；纵梁无拱一侧的纵断面中心形成“Y”形拉-剪复合型贯穿裂缝,而跨中部分形成的45°贯穿剪切斜裂缝；洞口边界出现显著的应力集中现象,同时车站结构整体传力路径发生改变,中扣拱不直接影响开洞区域内的其余结构；相比于未开洞段,以变形之差小于10%为判据,得到车站拱顶开洞的影响范围为开洞长度的80%,各结构内力受影响程度排序从大到小为纵梁、拱、底板、侧墙。研究成果可为类似地质条件下的地下工程建设提供重要参考。

关键词：隧道工程,洞桩法车站,拱顶开洞,破坏模式,开洞力学行为

基金资助：国家自然科学基金项目(52178395)