浅埋顶管穿越扰动下道面结构力学模型及性能研究
发布时间：2021-08-04 22:05
在机场的配套设施建设时,受限于飞行区地上空间的特殊要求,地下空间的开发显得愈发重要,在飞行区内进行输油管道、通信消防管道以及给排水管道建设时,为满足机场的不停航施工要求,传统明挖法是不适用的。顶管施工法由于其综合成本低、施工周期短、对地面交通环境影响小、施工安全性好等优点,在飞行区地下管道穿越施工中得到广泛应用。顶管穿越施工过程中势必会对一定范围内的土体产生扰动,进而引起机场道面底部的支撑情况发生变化。一旦道面的变形过大,轻则跑道关闭,重则发生机毁人亡的重大安全事故。因此对顶管穿越下机场道面的受力变形研究显得极为重要。为此,本文通过分析顶管开挖引起土体的不同移动模式,确定顶管开挖造成土体损失量的修正计算公式,并对经典源汇法理论进行土体移动模式的修正,给出用于计算土体内部任意一点的应变计算公式,通过室内小比例试验来验证理论的正确性。通过理论与试验结果对比分析得出,采用应变作为顶管开挖影响的监测指标,其灵敏度更高、实时性更好。为简化计算,构建开挖扰动下的道面结构力学模型。分别计算被动位移状态下弹性地基梁与Winkler地基梁的弯矩与位移,分析两者解的规律,拟合出开挖扰动状态下的地基模量。通...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞行区不停航管道穿越施工
图 1-2 顶管法示意图工程的穿越施工过程中，根据设计条件要求不同，目前最常用、顶管法、管幕—箱涵顶进法等，其中盾构法起源时间最早、最多，现有机械顶管法研究大多借鉴成熟盾构法的研究方法。盾构法的成熟研究方法与成果，搞清楚盾构法与顶管法的工艺构法与顶管法具有相同的破土方式与破土原理，都是采用机头法施工中叫盾构掘进机，而在顶管法施工中称为顶管掘进机。程中开挖面的稳定性以及掌子面力作用等相关研究可以借鉴盾与盾构法预制管片（节）的形式不同，由于盾构法开挖的管道采用的是预制管片，在盾构机掘进时进行管片拼装。而顶管法行顶进，顶管掘进机掘进时候，千斤顶顶推力把所有管节往前顶管法相比于盾构法，其设备造价低、施工速度快。但是采用管法进行施工时注浆控制难度大，极易造成注浆不良引起地层
(a) 盾构法管片 (b) 顶管法管节图 1-3 顶管法与盾构法管片（节）区别.3 顶管法的分类及影响.3.1 顶管的分类及结构形式顶管施工有多种分类方法，常见分类方法如表 1.1：表 1.1 顶管的分类分类方法 分类标准依据顶管口径大小大口径顶管（管径大于 2000mm）、中口径顶管（管径在1200~1800 mm 之间）、小口径顶管（管径在 500~1000 mm 之间）、微型顶管（管径在 400mm 以下）依据管质材料 钢筋混凝土管、钢管、球墨铸铁管、PVC 管、石棉水泥管依据顶进轨迹 曲线顶管和直线顶管
【参考文献】：
期刊论文
[1]单圆和异形盾构隧道施工引起土体位移计算的类随机介质理论方法[J]. 曾彬,黄达,彭念,陈福勇. 岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[2]不同直径盾构隧道地层损失率的对比研究[J]. 吴昌胜,朱志铎. 岩土工程学报. 2018(12)
[3]既有上部建筑荷载下盾构施工引起土体附加应力分析[J]. 武崇福,魏超,乔菲菲. 岩石力学与工程学报. 2018(07)
[4]分布式光纤在混凝土结构裂缝监测中的应用[J]. 叶宇霄,赵新铭,吴刚,谢雪峰,姚剑. 土木建筑与环境工程. 2018(01)
[5]长春地层地铁隧道施工的Peck公式改进[J]. 郑馨,麻凤海. 地下空间与工程学报. 2017(03)
[6]地铁施工诱发地表最大沉降量估算及规律分析[J]. 朱才辉,李宁. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[7]基于BOTDA的机场道面半刚性基层裂缝扩展规律[J]. 高俊启,耿任山,盛余祥,安平,靳佩佩. 交通运输工程学报. 2017(01)
[8]多线叠交盾构隧道近距离穿越施工扰动机制研究[J]. 张晓清,张孟喜,李林,李武祥,王有成. 岩土力学. 2017(04)
[9]工程荷载对地埋管线纵向响应影响的模型试验[J]. 朱治齐,张陈蓉,卢恺. 地下空间与工程学报. 2016(S2)
[10]基于Kerr地基模型的隧道开挖诱发桩基变形简化方法[J]. 张治国,鲁明浩,徐晨,宫剑飞,赵其华. 现代隧道技术. 2016(06)
博士论文
[1]盾构隧道群下穿既有地铁运营隧道变形机理及控制研究[D]. 金大龙.北京交通大学 2018
[2]飞机荷载作用下高填方机场道基动力响应及累积沉降研究[D]. 赵云.浙江大学 2018
[3]盾构隧道的环境效应及结构性能研究[D]. 齐静静.浙江大学 2007
[4]顶管施工环境效应影响及对策[D]. 冯海宁.浙江大学 2003
硕士论文
[1]浅层顶管穿越对道面与土基影响研究[D]. 宋歌.中国民航大学 2018
[2]盾构下穿拱桥数值模拟及安全措施研究[D]. 余乐.西南交通大学 2018
[3]Peck公式对合肥地铁双线隧道盾构施工地表沉降适应性分析[D]. 侯宏伟.安徽建筑大学 2018
[4]基于盾构地层损失理论的地表沉降分析及控制研究[D]. 郭建宁.西南交通大学 2017
[5]边界效应对盾构隧道施工扰动下产生地表沉降的影响分析[D]. 丁建伟.北京交通大学 2018
[6]飞行区埋地管道地下穿越对机场道面影响研究[D]. 安文波.中国民航大学 2015
[7]超长管幕暗挖法下穿机场跑道沉降变形研究[D]. 刘增龙.北京交通大学 2015
[8]飞机荷载作用下暗挖隧道结构及机场跑道动力响应分析[D]. 周思震.北京交通大学 2013
[9]大直径砼顶管工程中土与结构的相互作用分析[D]. 雷晗.上海交通大学 2012
本文编号：3322490
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
飞行区不停航管道穿越施工
图 1-2 顶管法示意图工程的穿越施工过程中，根据设计条件要求不同，目前最常用、顶管法、管幕—箱涵顶进法等，其中盾构法起源时间最早、最多，现有机械顶管法研究大多借鉴成熟盾构法的研究方法。盾构法的成熟研究方法与成果，搞清楚盾构法与顶管法的工艺构法与顶管法具有相同的破土方式与破土原理，都是采用机头法施工中叫盾构掘进机，而在顶管法施工中称为顶管掘进机。程中开挖面的稳定性以及掌子面力作用等相关研究可以借鉴盾与盾构法预制管片（节）的形式不同，由于盾构法开挖的管道采用的是预制管片，在盾构机掘进时进行管片拼装。而顶管法行顶进，顶管掘进机掘进时候，千斤顶顶推力把所有管节往前顶管法相比于盾构法，其设备造价低、施工速度快。但是采用管法进行施工时注浆控制难度大，极易造成注浆不良引起地层
(a) 盾构法管片 (b) 顶管法管节图 1-3 顶管法与盾构法管片（节）区别.3 顶管法的分类及影响.3.1 顶管的分类及结构形式顶管施工有多种分类方法，常见分类方法如表 1.1：表 1.1 顶管的分类分类方法 分类标准依据顶管口径大小大口径顶管（管径大于 2000mm）、中口径顶管（管径在1200~1800 mm 之间）、小口径顶管（管径在 500~1000 mm 之间）、微型顶管（管径在 400mm 以下）依据管质材料 钢筋混凝土管、钢管、球墨铸铁管、PVC 管、石棉水泥管依据顶进轨迹 曲线顶管和直线顶管
【参考文献】：
期刊论文
[1]单圆和异形盾构隧道施工引起土体位移计算的类随机介质理论方法[J]. 曾彬,黄达,彭念,陈福勇. 岩石力学与工程学报. 2018(S2)
[2]不同直径盾构隧道地层损失率的对比研究[J]. 吴昌胜,朱志铎. 岩土工程学报. 2018(12)
[3]既有上部建筑荷载下盾构施工引起土体附加应力分析[J]. 武崇福,魏超,乔菲菲. 岩石力学与工程学报. 2018(07)
[4]分布式光纤在混凝土结构裂缝监测中的应用[J]. 叶宇霄,赵新铭,吴刚,谢雪峰,姚剑. 土木建筑与环境工程. 2018(01)
[5]长春地层地铁隧道施工的Peck公式改进[J]. 郑馨,麻凤海. 地下空间与工程学报. 2017(03)
[6]地铁施工诱发地表最大沉降量估算及规律分析[J]. 朱才辉,李宁. 岩石力学与工程学报. 2017(S1)
[7]基于BOTDA的机场道面半刚性基层裂缝扩展规律[J]. 高俊启,耿任山,盛余祥,安平,靳佩佩. 交通运输工程学报. 2017(01)
[8]多线叠交盾构隧道近距离穿越施工扰动机制研究[J]. 张晓清,张孟喜,李林,李武祥,王有成. 岩土力学. 2017(04)
[9]工程荷载对地埋管线纵向响应影响的模型试验[J]. 朱治齐,张陈蓉,卢恺. 地下空间与工程学报. 2016(S2)
[10]基于Kerr地基模型的隧道开挖诱发桩基变形简化方法[J]. 张治国,鲁明浩,徐晨,宫剑飞,赵其华. 现代隧道技术. 2016(06)
博士论文
[1]盾构隧道群下穿既有地铁运营隧道变形机理及控制研究[D]. 金大龙.北京交通大学 2018
[2]飞机荷载作用下高填方机场道基动力响应及累积沉降研究[D]. 赵云.浙江大学 2018
[3]盾构隧道的环境效应及结构性能研究[D]. 齐静静.浙江大学 2007
[4]顶管施工环境效应影响及对策[D]. 冯海宁.浙江大学 2003
硕士论文
[1]浅层顶管穿越对道面与土基影响研究[D]. 宋歌.中国民航大学 2018
[2]盾构下穿拱桥数值模拟及安全措施研究[D]. 余乐.西南交通大学 2018
[3]Peck公式对合肥地铁双线隧道盾构施工地表沉降适应性分析[D]. 侯宏伟.安徽建筑大学 2018
[4]基于盾构地层损失理论的地表沉降分析及控制研究[D]. 郭建宁.西南交通大学 2017
[5]边界效应对盾构隧道施工扰动下产生地表沉降的影响分析[D]. 丁建伟.北京交通大学 2018
[6]飞行区埋地管道地下穿越对机场道面影响研究[D]. 安文波.中国民航大学 2015
[7]超长管幕暗挖法下穿机场跑道沉降变形研究[D]. 刘增龙.北京交通大学 2015
[8]飞机荷载作用下暗挖隧道结构及机场跑道动力响应分析[D]. 周思震.北京交通大学 2013
[9]大直径砼顶管工程中土与结构的相互作用分析[D]. 雷晗.上海交通大学 2012
本文编号：3322490
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