考虑地下水渗流作用的盾构隧道开挖面稳定性研究
发布时间：2021-02-10 21:08
随着我国城市化进程的加速,由于城市人口剧增而导致的交通拥堵成为各大城市在出行高峰时段越来越常见的现象。作为各大、中型城市的主要交通方式之一,地下铁道以其不占用地表空间,并兼顾安全、高效、环保等优点,成为解决我国城市交通问题的首选方案。城市地下空间中基础和管线密布,工程地质及水文地质条件复杂,对地铁修建时开挖面的稳定性要求高,故地铁区间隧道大都采用对周边环境影响小的盾构法进行施工。此外,在我国南方地区,河网密度大,地下水水位高,地下水的渗流效应是影响盾构隧道开挖面稳定性的一个重要因素。因此,本文基于Hoek-Brown非线性破坏准则和极限分析上限定理,对考虑地下水渗流作用下盾构隧道开挖面前方土体的变形区域和极限状态下的破坏模式开展研究,为盾构隧道开挖面的稳定性分析和安全评估提供理论依据。本文的主要研究内容如下:（1）根据盾构隧道施工过程中土舱压力设定不足和过大导致开挖面前方土体发生塌落和挤出两种变形的特征,采用任意线型的曲线构建了开挖面前方土体塌落及挤出两种上限破坏机制;（2）基于上述两种破坏机制,结合Hoek-Brown非线性破坏准则和极限分析上限定理,在考虑地下水渗流的基础上通过计算...
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数值模拟法在隧道稳定性研究中的应用
1.2.2 模型试验法在隧道稳定性研究中的应用
1.2.3 理论分析法在隧道稳定性研究中的应用
1.3 本文的研究内容
第二章 Hoek-Brown破坏准则与极限分析理论
2.1 Hoek-Brown非线性破坏准则
2.2 极限分析理论
2.2.1 塑性最大功率原理与虚功率原理
2.2.2 极限分析上限定理
2.3 变分法理论
2.4 本章小结
第三章 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面塌落破坏模式上限分析
3.1 地下水渗流场分析
3.2 推导思路与流程图
3.3 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面塌落破坏模式上限计算
3.3.1 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面塌落型上限破坏机制
3.3.2 基于H-B破坏准则的盾构隧道开挖面前方土体塌落型破坏能耗计算
3.4 各参数对隧道开挖面塌落破坏范围的影响分析
3.4.1 参数A对开挖面前方土体破坏范围的影响
c对开挖面前方土体破坏范围的影响"> 3.4.2 参数σc对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.4.3 参数β对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.4.4 参数D对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.4.5 考虑渗流作用对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.5 本章小结
第四章 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面挤出破坏模式上限分析
4.1 引言
4.2 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面挤出破坏模式上限计算
4.2.1 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面挤出型上限破坏机制
4.2.2 基于H-B破坏准则的盾构隧道开挖面前方土体挤出型破坏能耗计算
4.3 各参数对隧道开挖面挤出破坏范围的影响分析
4.3.1 参数A对开挖面前方土体破坏范围的影响
c对开挖面前方土体破坏范围的影响"> 4.3.2 参数σc对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.3.3 参数β对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.3.4 参数D对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.3.5 考虑渗流作用对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.4 本章小结
第五章 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面破坏模式数值模拟
5.1 FLAC软件介绍
5.1.1 FLAC软件计算原理
5.1.2 Hoek-Brown准则在FLAC中的实现
5.2 考虑地下水渗流的盾构隧道数值模型
5.2.1 工程概况
5.2.2 M-C准则与H-B准则间的参数转化
5.2.3 数值模型建立
5.3 数值解与上限解对比分析
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗透力概念的力学分析及广义化探讨[J]. 丁洲祥. 岩土工程学报. 2017(11)
[2]不同埋深盾构隧道开挖面稳定问题数值模拟[J]. 孙潇昊,缪林昌,林海山. 东南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[3]论土骨架与渗透力[J]. 李广信. 岩土工程学报. 2016(08)
[4]盾构法施工中楔形体模型滑裂面倾角的研究[J]. 朱建明,林庆涛,康瑶. 岩土力学. 2015(S2)
[5]深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式的上限分析[J]. 冯利坡,郑永来,邓树新,李文峋. 岩土力学. 2015(07)
[6]考虑土拱效应的盾构隧道开挖面稳定性[J]. 武军,廖少明,时振昊. 同济大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析[J]. 宋春霞,黄茂松,周维祥. 岩土工程学报. 2015(04)
[8]高水位条件下盾构隧道开挖面稳定性数值模拟[J]. 郑佳艳,吕玺琳,李冯缔. 公路交通技术. 2014(03)
[9]浅覆盾构隧道开挖面挤出刚性锥体破坏模式极限分析[J]. 张箭,杨峰,刘志,阳军生. 岩土工程学报. 2014(07)
[10]高水压条件下盾构隧道开挖面极限上限法研究[J]. 郑永来,冯利坡,邓树新,段晨雪. 同济大学学报(自然科学版). 2013(08)
博士论文
[1]盾构隧道开挖面的稳定性分析[D]. 乔金丽.天津大学 2009
[2]顶管工程土与结构的性状及理论研究[D]. 魏纲.浙江大学 2005
硕士论文
[1]膨胀性岩土盾构隧道开挖面稳定性分析[D]. 刘义.暨南大学 2016
[2]盾构隧道开挖面稳定性试验与颗粒流数值模拟研究[D]. 林海山.东南大学 2016
[3]双地层盾构隧道开挖面稳定性研究[D]. 唐丽芝.湖南大学 2014
[4]富水砂卵石地层盾构开挖引起的地表沉降数值模拟[D]. 吴海钰.沈阳工业大学 2012
[5]粉质粘土地层中地铁盾构隧道引起的地层沉降规律分析[D]. 翟振宇.北京交通大学 2012
[6]上软下硬地层中盾构隧道开挖面支护压力研究[D]. 陈强.华中科技大学 2010
本文编号：3027989
【文章来源】：长沙理工大学湖南省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 数值模拟法在隧道稳定性研究中的应用
1.2.2 模型试验法在隧道稳定性研究中的应用
1.2.3 理论分析法在隧道稳定性研究中的应用
1.3 本文的研究内容
第二章 Hoek-Brown破坏准则与极限分析理论
2.1 Hoek-Brown非线性破坏准则
2.2 极限分析理论
2.2.1 塑性最大功率原理与虚功率原理
2.2.2 极限分析上限定理
2.3 变分法理论
2.4 本章小结
第三章 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面塌落破坏模式上限分析
3.1 地下水渗流场分析
3.2 推导思路与流程图
3.3 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面塌落破坏模式上限计算
3.3.1 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面塌落型上限破坏机制
3.3.2 基于H-B破坏准则的盾构隧道开挖面前方土体塌落型破坏能耗计算
3.4 各参数对隧道开挖面塌落破坏范围的影响分析
3.4.1 参数A对开挖面前方土体破坏范围的影响
c对开挖面前方土体破坏范围的影响"> 3.4.2 参数σc对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.4.3 参数β对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.4.4 参数D对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.4.5 考虑渗流作用对开挖面前方土体破坏范围的影响
3.5 本章小结
第四章 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面挤出破坏模式上限分析
4.1 引言
4.2 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面挤出破坏模式上限计算
4.2.1 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面挤出型上限破坏机制
4.2.2 基于H-B破坏准则的盾构隧道开挖面前方土体挤出型破坏能耗计算
4.3 各参数对隧道开挖面挤出破坏范围的影响分析
4.3.1 参数A对开挖面前方土体破坏范围的影响
c对开挖面前方土体破坏范围的影响"> 4.3.2 参数σc对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.3.3 参数β对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.3.4 参数D对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.3.5 考虑渗流作用对开挖面前方土体破坏范围的影响
4.4 本章小结
第五章 考虑地下水渗流的盾构隧道开挖面破坏模式数值模拟
5.1 FLAC软件介绍
5.1.1 FLAC软件计算原理
5.1.2 Hoek-Brown准则在FLAC中的实现
5.2 考虑地下水渗流的盾构隧道数值模型
5.2.1 工程概况
5.2.2 M-C准则与H-B准则间的参数转化
5.2.3 数值模型建立
5.3 数值解与上限解对比分析
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]渗透力概念的力学分析及广义化探讨[J]. 丁洲祥. 岩土工程学报. 2017(11)
[2]不同埋深盾构隧道开挖面稳定问题数值模拟[J]. 孙潇昊,缪林昌,林海山. 东南大学学报(自然科学版). 2017(01)
[3]论土骨架与渗透力[J]. 李广信. 岩土工程学报. 2016(08)
[4]盾构法施工中楔形体模型滑裂面倾角的研究[J]. 朱建明,林庆涛,康瑶. 岩土力学. 2015(S2)
[5]深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式的上限分析[J]. 冯利坡,郑永来,邓树新,李文峋. 岩土力学. 2015(07)
[6]考虑土拱效应的盾构隧道开挖面稳定性[J]. 武军,廖少明,时振昊. 同济大学学报(自然科学版). 2015(02)
[7]黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析[J]. 宋春霞,黄茂松,周维祥. 岩土工程学报. 2015(04)
[8]高水位条件下盾构隧道开挖面稳定性数值模拟[J]. 郑佳艳,吕玺琳,李冯缔. 公路交通技术. 2014(03)
[9]浅覆盾构隧道开挖面挤出刚性锥体破坏模式极限分析[J]. 张箭,杨峰,刘志,阳军生. 岩土工程学报. 2014(07)
[10]高水压条件下盾构隧道开挖面极限上限法研究[J]. 郑永来,冯利坡,邓树新,段晨雪. 同济大学学报(自然科学版). 2013(08)
博士论文
[1]盾构隧道开挖面的稳定性分析[D]. 乔金丽.天津大学 2009
[2]顶管工程土与结构的性状及理论研究[D]. 魏纲.浙江大学 2005
硕士论文
[1]膨胀性岩土盾构隧道开挖面稳定性分析[D]. 刘义.暨南大学 2016
[2]盾构隧道开挖面稳定性试验与颗粒流数值模拟研究[D]. 林海山.东南大学 2016
[3]双地层盾构隧道开挖面稳定性研究[D]. 唐丽芝.湖南大学 2014
[4]富水砂卵石地层盾构开挖引起的地表沉降数值模拟[D]. 吴海钰.沈阳工业大学 2012
[5]粉质粘土地层中地铁盾构隧道引起的地层沉降规律分析[D]. 翟振宇.北京交通大学 2012
[6]上软下硬地层中盾构隧道开挖面支护压力研究[D]. 陈强.华中科技大学 2010
本文编号：3027989
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3027989.html
