西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道施工现场监测及数值模拟

发布时间：2017-11-02 14:06

  本文关键词：西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道施工现场监测及数值模拟

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【摘要】：近年来，，随着城市地铁的发展，黄土隧道的数量日益增多。城市隧道是随我国交通建设的迅速发展而提出的，其具有线形流畅，空间利用率高，占地面积少等优点，因此得到了越来越多的应用。城市隧道施工中不可避免的会对隧道围岩以及周围环境产生不利影响，因此选择合适的施工方法，减小其施工产生的不利影响e具有d 非常重要的工程意义。 以西安地铁二号线会展中心～三爻区间隧道工程为依托工程，以地铁隧道围岩稳定性评价为主线，以控制围岩变形和指导施工为目的，确保地表沉降达到地铁隧道工程对围岩的具体要求，采用室内试验、数值模拟及现场监测的方法，对地铁隧道施工过程开展了系统的研究。 分析了黄土隧道地质条件；研究了黄土的物理力学特性；建立了黄土隧道施工过程的有限元模型，模拟在不同工况下的围岩变形情况，对比分析围岩变形影响因素，沉降范围；并从保证隧道稳定性出发，进行了最优设计方案的选取；进行了隧道围岩的收敛位移监测，围岩拱顶沉降监测及地表沉降监测，并通过现场监测结果分析施工引起围岩变形的规律；通过监测数据与模拟结果的分析，预测地铁工后沉降的发展趋势，研究结果直接指导了西安地U铁二号n线的R施工，e并对g其他i地s铁隧t道e施工r 、以及黄土地区其他类似地铁隧道工程的设计与施工具有重要的现实意义。
【关键词】：地铁隧道 浅埋暗挖 数值模拟 现场监测
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：U456.3
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 选题背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-16
• 1.2.1 地下结构设计方法研究现状10-12
• 1.2.2 地下结构监测技术研究现状12-13
• 1.2.3 浅埋暗挖法以及施工技术研究现状13-16
• 1.3 研究方法、内容以及技术路线16-18
• 1.3.1 主要研究方法和内容16-17
• 1.3.2 研究方法以及技术路线17-18
• 2 工程概况18-24
• 2.1 交通位置及工程概述18
• 2.2 工程地质构造18-21
• 2.2.1 分层依据18-19
• 2.2.2 岩性特征19-21
• 2.2.3 区间隧道围岩分级21
• 2.3 水文地质条件21-22
• 2.4 不良地质22-24
• 2.4.1 地震液化22
• 2.4.2 地裂缝22-24
• 3 西安地铁二号线黄土物理力学特性24-30
• 3.1 土样的制备24-25
• 3.2 黄土单轴压缩实验25-27
• 3.2.1 黄土在不同含水率条件下弹性模量变化分析25-27
• 3.2.2 黄土在不同含水率条件下泊松比变化规律分析27
• 3.3 黄土三轴压缩试验27-29
• 3.3.1 黄土在不同含水率条件下对黄土抗剪强度参数的影响27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 黄土隧道施工技术研究30-57
• 4.1 MIDAS有限元软件的简介30
• 4.2 有限元计算原理30-35
• 4.2.1 模型计算选取方法30-31
• 4.2.2 隧道施工过程模拟的原理31-32
• 4.2.3 隧道施工过程的MIDAS/GTS实现32-33
• 4.2.4 边界条件、初始地应力场和模拟单元类型的确定33-35
• 4.3 模拟断面工程概况35-36
• 4.4 不同开挖方法有限元计算分析36-40
• 4.5 不同开挖进尺有限元计算分析40-42
• 4.6 隧道支护或预加固措施的模拟42-48
• 4.6.1 不同锚杆支护设计对比分析42-46
• 4.6.2 注浆小导管有限元计算分析46-48
• 4.7 不同含水率情况下有限元计算分析48-50
• 4.8 西安地铁二号线区间隧道模拟断面工程概况50-54
• 4.8.1 隧道施工设计概况50-52
• 4.8.2 模型计算假定、参数、开挖方案的选取52-54
• 4.9 有限元计算结果分析54-56
• 4.9.1 隧道施工过程中围岩的位移场的分析54-55
• 4.9.2 隧道施工过程中围岩应力场的分析55-56
• 4.10 本章小结56-57
• 5 现场施工监测与数值模拟对比分析57-71
• 5.1 监控测量技术57-62
• 5.1.1 监测的基本原则58-59
• 5.1.2 监测意义和作用59
• 5.1.3 监测项目和测点的布置59-62
• 5.2 监测信息反馈控制标准及预测警报62-63
• 5.3 监测频率63-64
• 5.4 量测数据处理与回归64
• 5.5 西安地铁隧道变形监测结果分析64-69
• 5.6 二次衬砌施作时间的研究69
• 5.7 数值模拟结果与监测数据的对比分析69-70
• 5.8 本章小结70-71
• 6 结论与展望71-73
• 6.1 结论71-72
• 6.2 展望72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 附录78

【参考文献】

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本文编号：1131851