地铁隧道施工下穿既有建筑变形分析

发布时间：2017-10-22 11:21

  本文关键词：地铁隧道施工下穿既有建筑变形分析

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【摘要】：实践证明,在城市修建地铁是缓解交通拥堵比较有效的方式。由于地铁隧道的开挖不可避免的扰动原来的地层,将使受扰动的地层、洞室本身、受影响的建筑物等产生变形,从而影响建筑物的正常使用和安全。为了保证地铁施工能在建筑物正常使用的前提下安全有序施工,本文结合实际工程案例,通过有限元软件对隧道本体及其围岩做了风险源问题计算分析,并对变形最大值位置的监测数据做了针对性分析,做了如下研究:(1)阐述地铁施工引发的受干扰地层变形机理。一方面从地层原始应力状态变化角度出发,阐述了地层原始应力状态变化引起地层变形的原理,以及引发地层原始应力重分布的主要原因,进一步通过介绍应力路径、开挖作用分区及其规律,来分析区间隧道施工引发地层原始应力变化情况;另一方面从土体固结角度出发,描述了土体固结引发地层变形的原理和主要原因,又通过土体固结引发地层变形的计算理论的演化历程,来分析隧道开挖引起周围地层变形的原理;此外,从地层条件、地层损失及埋置深度等方面简述了地层变形的主要影响因素。(2)运用有限元软件对实际工程案例的风险源进行数值模拟,分析计算该工程下穿哈大路基、多层房屋、在建办公楼地层变形引发的风险源问题,即最大变形;分析得出隧道下穿既有建筑时拱顶下沉、建筑物沉降和水平位移、衬砌内力的最大值及其位置。(3)收集整理监测数据,对数值模拟风险源位置的相关监测项目数据进行分析,得出拱顶下沉和建筑物沉降与开挖面距该监测点距离L与洞径D比值的一般规律,并将监测数据中建筑物水平位移和衬砌内力与数值模拟的数据进行对比,进一步验证有限元模拟的可行性。
【关键词】：隧道 既有建筑 数值模拟 变形分析
【学位授予单位】：沈阳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U231.3;TU196
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究状况11-15
• 1.3 研究内容15-17
• 第2章 地铁区间隧道施工引发的地层变形理论17-28
• 2.1 地层原始应力状态的变化17-21
• 2.2 土体固结引起的地层变化21-26
• 2.3 影响地层变形的主要因素26-28
• 第3章 地铁隧道区间数值计算模拟分析28-56
• 3.1 工程概况28-31
• 3.2 工程计算模型确定及参数31-38
• 3.2.1 基本假定31
• 3.2.2 作用及效应组合31-32
• 3.2.3 地层物理力学参数32-34
• 3.2.4 衬砌断面及材料参数34-38
• 3.3 下穿哈大路基施工数值仿真分析38-45
• 3.3.1 下穿哈大路基工况1数值模拟分析39-43
• 3.3.2 哈大路基工况2回填路基至设计高度数值模拟分析43-44
• 3.3.3 结论44-45
• 3.4 下穿多层房屋数值模拟分析45-50
• 3.5 隧道下穿在建办公楼50-56
• 第4章 工程监测数据变形分析56-82
• 4.1 地铁隧道施工监测意义56
• 4.2 地铁隧道施工监测项目56-64
• 4.2.1 拱顶下沉监测59
• 4.2.2 建筑物监测59-61
• 4.2.3 衬砌结构内力监测61-64
• 4.3 工程监测数据分析64-81
• 4.3.1 拱顶下沉监测数据分析64-73
• 4.3.2 既有建筑沉降监测数据分析73-80
• 4.3.3 既有建筑水平位移与衬砌完成后结构内力监测数据与模拟最大值对比80-81
• 4.4 小结81-82
• 第5章 结论与展望82-84
• 5.1 结论82
• 5.2 展望82-84
• 参考文献84-86
• 在校期间研究成果86-87
• 致谢87-88

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本文编号：1078165