地铁站中央柱对地下水位上升的机械特性分析

摘要 由于在城市地铁建设中广泛采用浅层地下开挖技术，桩-梁-拱（PBA）法在地铁站建设中尤其普遍。该方法主要旨在解决城市地下环境综合开发过程中遇到的复杂地质条件、密集地下管线及现有结构的邻近等挑战。本研究聚焦于北京地铁17号线的工人体育场站，利用MIDAS GTS NX计算模拟软件模拟与该站有关的地层结构和施工过程。对数值模拟结果与相应的现场测量数据进行比较分析。通过将数值模拟结果与现场测量数据进行高斯函数拟合，确定决定系数（R²）为0.9723。这表明模型中CFST柱所承受的轴力与不同开挖阶段的现场测量数据之间具有良好的吻合。这表明数值建模有效反映了实际施工活动对CFST柱的影响。此外，在此模型的基础上，结合弹性力学理论，本文探讨了运营阶段水位上升对车站中央柱的影响。分析表明，随着地下水位的上升，中央柱的轴力和轴向位移均呈现出逐渐上升的趋势，增幅最初上升后又随之下降。值得注意的是，当地下水位达到车站顶板时，这两个参数均达到最大值。本研究有助于理解地下水位波动对地铁站稳定性的影响，并为此类设施的持续运营提供建议。