基于实测数据的盾构隧道环境影响分析方法研究
本文关键词: 盾构隧道 环境影响 多目标 土体参数 出处:《上海交通大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:盾构法施工在隧道工程中有着广泛的推广和应用。随着施工技术的不断成熟,盾构隧道开始向大直径、长距离、复杂施工环境发展。在城市中心等复杂环境新建隧道,往往不可避免的要在既有地下结构或基础工程附近穿越施工。复杂建设环境对隧道工程施工提出了微扰动变形的控制要求,为保证既有结构的运营安全和正常使用,必须对新建隧道环境影响进行准确的评估分析,从而在施工过程中实现微扰动的控制要求。土体参数作为分析环境影响的重要参数,具有很强的离散性和变异性,能否获得准确的土体参数会直接影响分析的精确度。为了有效控制施工环境影响,降低施工风险,需要准确的获得地层物理力学参数,进而对工程进行风险分析和预测,提出有效的控制措施。本文结合有限元数值模拟,提出了一种基于实测数据得到准确土体参数的方法,以及一种有限元模型简化方法,并成功运用于实际工程中。本文主要工作内容与研究成果如下:(1)针对隧道施工,通过参数反分析方法来分析隧道施工对周围环境的影响。结合有限元计算软件,在前人的基础上,开发了适用于隧道工程施工的参数反分析算法,提出有效的反分析迭代方法及收敛标准。(2)借鉴多目标优化中的Pareto最优理论,结合多种遗传进化算法,提出一种更高效且准确的多目标参数反分析方法并利用该方法和数值模拟软件结合起来,用于分析隧道周围土体参数。通过同时考虑地面沉降和土体侧移、地面沉降和超孔压分布等,作为两个目标函数进行多目标参数分析,以及通过对两个目标所得结果同单目标分析所得结果的比较,肯定了多目标分析的准确性和可行性,实现该方法的实际应用。(3)针对参数分析迭代计算量大的特点,为实现高效率参数分析,提出一种隧道二维平面模型的简化方法,避免三维模型耗时长的不足,提高基于实测数据的参数分析方法应用于实际工程的实用性。
[Abstract]:Shield tunneling is widely used in tunnel engineering. With the development of construction technology, shield tunnel begins to develop into large diameter, long distance and complex construction environment. New tunnel is built in complex environment, such as city center, etc. In order to ensure the operation safety and normal use of the existing structures, the complex construction environment has put forward the control requirements of micro-disturbance deformation for the tunnel construction. It is necessary to accurately evaluate and analyze the environmental impact of the newly built tunnel so as to meet the control requirements of micro-disturbance in the construction process. As an important parameter in analyzing the environmental impact, soil parameters have strong discreteness and variability. Whether the accurate soil parameters can be obtained will directly affect the accuracy of the analysis. In order to effectively control the environmental impact of construction and reduce the construction risk, it is necessary to accurately obtain the physical and mechanical parameters of the strata, and then carry out risk analysis and prediction of the project. In this paper, a method of getting accurate soil parameters based on measured data and a simplified method of finite element model are proposed, which are combined with finite element numerical simulation. The main contents and research results of this paper are as follows: 1) aiming at tunnel construction, the influence of tunnel construction on the surrounding environment is analyzed by means of parameter back analysis method, and the finite element calculation software is used to analyze the influence of tunnel construction on the surrounding environment. On the basis of previous researches, a parameter back analysis algorithm suitable for tunnel construction is developed, and an effective inverse analysis iteration method and convergence criterion are proposed. The Pareto optimal theory in multi-objective optimization is used for reference, and a variety of genetic evolution algorithms are combined. A more efficient and accurate method for back analysis of multi-objective parameters is proposed. The method is combined with numerical simulation software to analyze the soil parameters around the tunnel. As two objective functions, the land subsidence and the distribution of superpore pressure are analyzed by multi-objective parameter analysis, and the accuracy and feasibility of the multi-objective analysis are confirmed by comparing the results obtained from the two objectives with the results obtained from the single-objective analysis. The practical application of this method. (3) aiming at the characteristic of large iterative calculation of parameter analysis, a simplified method of two-dimensional plane model of tunnel is proposed to realize high efficiency parameter analysis, which avoids the shortage of long time consuming in 3D model. The practical application of parameter analysis method based on measured data in practical engineering is improved.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U455.43
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 李惠平;夏明耀;;盾构运动过程的数值分析[J];上海理工大学学报;2008年01期
2 贾连辉;陈馈;;盾构推进系统的设计与控制分析[J];建筑机械化;2009年02期
3 唐震华;;盾构曲线推进中的路径指使探讨[J];地下工程与隧道;1988年04期
4 唐经世;高国安;何大比;;盾构机械的研究(3)[J];筑路机械与施工机械化;1990年02期
5 徐永福;盾构推进引起地面变形的分析[J];地下工程与隧道;2000年01期
6 李强,曾德顺;盾构千斤顶推力变化对地面变形的影响[J];地下空间;2002年01期
7 李强,曾德顺;盾构千斤顶推力变化对地面变形的影响[J];特种结构;2002年04期
8 何其平;盾构选型[J];建筑机械;2003年01期
9 杨乃刚;盾构机中的铰接装置[J];建筑机械;2003年04期
10 王启耀,郑永来,杨林德,凌宇峰;挤压式盾构施工对邻近隧道的影响分析[J];勘察科学技术;2003年05期
相关会议论文 前10条
1 杨磊;孙连;;基于盾构施工数据库的盾构动态设计数据分析方法研究[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年
2 沈斌;;“盾构之星软件”产品研究与开发技术综述——盾构姿态自动监测的原理与方法[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
3 朱继文;;盾构隧道与下立交长距离叠交工程设计施工技术[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
4 张志鹏;方江华;张智宏;;小半径隧道中盾构分体始发施工技术[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年
5 沈斌;;“盾构之星软件”研究与开发技术综述——盾构姿态自动监测的原理与方法[A];全国城市地下空间学术交流会论文集[C];2004年
6 朱合华;徐前卫;廖少明;傅德明;张冠军;;土体-盾构机器系统的相似理论研究[A];2004年度上海市土力学与岩土工程学术年会论文集[C];2004年
7 方依文;李青林;王文治;郑仔弟;;盾构下穿城铁线施工技术[A];北京市政第一届地铁与地下工程施工技术学术研讨会论文集[C];2005年
8 龚国芳;胡国良;杨华勇;;盾构推进系统同步协调控制实验分析[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
9 庄欠伟;龚国芳;杨华勇;;盾构机推进液压系统比例压力流量复合控制仿真[A];第四届全国流体传动与控制学术会议论文集[C];2006年
10 潘国荣;徐然;陈晓龙;;盾构姿态可视化自动测量系统的开发与应用[A];数字测绘与GIS技术应用研讨交流会论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 章华平;上海大型盾构长距离穿越浅覆盖层[N];中国建设报;2009年
2 记者 李媛 通讯员 焦绪;为了让盾构在老街“足下”穿行[N];建筑时报;2009年
3 通讯员 冯玉平;十八局集团四公司盾构施工创“天津速度”[N];中国铁道建筑报;2010年
4 本报记者 夏艺心 通讯员 孟娜;时刻以劳模标准为标尺[N];中华建筑报;2010年
5 本报通讯员 刘健 高锐轩;“滴水不漏”穿越长湖[N];人民铁道;2009年
6 记者 徐瑞哲;崇明隧道未动一土完成“彩排”[N];解放日报;2006年
7 记者白秀喜 通讯员高锐轩 刘健;我国最长湖底盾构隧道贯通[N];中国建设报;2009年
8 记者 周炜;地铁一号线盾构昨开钻[N];西安日报;2010年
9 记者 王蔚 通讯员 陈烨;11号线大直径盾构顺利出洞[N];文汇报;2011年
10 本报记者 袁弘;宁愿地下苦 确保地面安[N];成都日报;2009年
相关博士学位论文 前3条
1 刘志斌;盾构推进电液系统动力学特性及轨迹实时精确控制研究[D];浙江大学;2015年
2 矫伟刚;盾构推进对在建地铁风井或车站结构的影响研究[D];中国矿业大学(北京);2012年
3 曹奕;软土中盾构隧道的长期非线性固结变形研究[D];浙江大学;2014年
相关硕士学位论文 前10条
1 韩秋石;盾构隧道下穿施工对既有桥梁桩基础的影响及其控制技术研究[D];长安大学;2015年
2 任瑛楠;基于实测数据的盾构隧道环境影响分析方法研究[D];上海交通大学;2015年
3 史运杰;砂土与全风化花岗岩中双线盾构隧道近距离下穿高架桥的影响分析[D];上海交通大学;2015年
4 苏守一;盾构隧道穿越群房屋安全风险研究[D];北京交通大学;2012年
5 刘浩;盾构直接切削大直径桩基的刀具选型设计研究[D];北京交通大学;2014年
6 张丰收;盾构隧道探地雷达探测的介电特性试验、数值模拟及应用[D];同济大学;2007年
7 袁永盛;盾构推进机构动力学分析与研究[D];华东交通大学;2011年
8 何文龙;盾构推进对南京纬七路高架桥深大桩基影响的分析[D];南京林业大学;2009年
9 邓颖聪;盾构推进系统的分区建模与性能评价[D];上海交通大学;2010年
10 田科;盾构机液压长管道振动模态分析与试验研究[D];中南大学;2011年
,本文编号:1510953
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/1510953.html