盾构隧道各施工阶段土体位移数值模拟
发布时间：2021-11-05 18:18
为满足日益增加的公共交通的需求,各城市加快了修建城市地铁的步伐。盾构法作为隧道开挖的常用方法,已较为广泛的运用到城市地铁的修建中。文章基于法国里昂地铁隧道D号线延线工程,首先对盾构施工过程进行了阶段划分,分析了各阶段土体竖向位移的规律。使用PLAXIS进行二维有限元数值模拟,并用FLAC 3D进行三维有限差分数值模拟。将数值模拟的结果和现场实测数据进行对比,对盾构隧道开挖引起的土体沉降进行了较为深入的研究。本文主要研究内容如下所示:（1）利用有限元软件PLAXIS对隧道开挖进行二维数值模拟。在二维模拟中使用了模拟最终阶段地表沉降较为常见的两种方法:应力释放法和径向收缩法。监测数据和数值模拟结果进行对比,验证了两种方法在分阶段施工模拟中的适用性,同时也考虑了不同土体本构模型的选择对数值模拟结果的影响。（2）利用有限差分软件FLAC 3D对隧道开挖进行三维数值模拟。三维数值模拟中使用了精细化建模的方法,考虑了隧道埋深、土体分层、地下水位、目标掌子面施加梯形支撑力、盾构机锥形形状、盾尾梯形注浆压力、注浆体的凝固和衬砌的及时施加等因素的作用下,隧道开挖的不同阶段对地表位移和隧道拱顶位移的影响。...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
施工平面图
第二章 隧道开挖二维数值模拟点垂直引伸计：监测点放置于距离隧道 1m 处，用于精确监竖直向位移数据；斜计：用于精确监测地铁开挖引起的水平位移数据；它传感器布置于目标掌子面前方以及隧道洞口周边。斜计和地形测量是手动的以外，整个监控设备连接到一个地铁中，该采集系统每五秒读取一次数据，通过采集到的数据之间调整地铁掘进参数，使得土体位移数据保持在一个可控范围测数据比较丰富，但是本文关注的重点是地表各阶段沉降量，体位移的历史沉降曲线图如图 2.9 所示。
衬砌锥形盾构机盾尾空隙掌子面图 2.11 地表沉降发展图Fig 2.11 The evolution of surface settlement2.5 数值模拟2.5.1 隧道开挖有限元模型及参数本文土体采用弹塑性平面应变模型，利用 Plaxis 2D 进行非线性分析。图 2.12为建立的盾构隧道二维模型图，其中模型选用精度最高的 15 节点的三角形单元，并且对隧道周边易产生沉降区域进行了网格加密，其他区域采用中等网格。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于局部刚度修正法的盾构隧道下穿历史保护建筑数值模拟分析[J]. 谢东武,葛世平,丁文其. 现代隧道技术. 2018(03)
[2]富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究[J]. 孙连勇,黄永亮,尹长凤,徐从杰,刘涛. 现代隧道技术. 2018(01)
[3]盾构近距下穿既有地铁盾构隧道施工参数控制[J]. 马文辉,彭华,杨成永. 西南交通大学学报. 2018(01)
[4]盾构穿越立交桥桩时微扰动控制施工的数值分析[J]. 赵坤,杜守继,陈军,南宏峰. 地下空间与工程学报. 2017(06)
[5]邻近既有深基坑的盾构法隧道施工地层变位分析[J]. 孙雷江,廖瑛,朱逢斌,刘旭. 现代隧道技术. 2017(02)
[6]上海地区软土HSS模型参数的试验研究[J]. 梁发云,贾亚杰,丁钰津,黄茂松. 岩土工程学报. 2017(02)
[7]基于长标距FBG的既有地铁隧道纵向变形监测与数值模拟[J]. 谭林波,陶津,沈圣,沈忱,杨铭悦,吴刚. 建筑技术. 2016(05)
[8]天津地铁盾构隧道下穿停机坪施工地表沉降控制[J]. 赵敏,徐增伟. 现代隧道技术. 2016(01)
[9]天津软土地区盾构掘进对上方建筑物影响分析[J]. 姜晓婷,路平,郑刚,崔玉娇,崔涛. 岩土力学. 2014(S2)
[10]基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测[J]. 陈春来,赵城丽,魏纲,丁智. 岩土力学. 2014(08)
硕士论文
[1]武汉地铁七号线盾构隧道施工对地面沉降及建筑物变形影响分析[D]. 郭汉章.武汉工程大学 2017
[2]地铁盾构同步注浆对地表沉降的影响规律及机理研究[D]. 罗海燕.太原理工大学 2017
[3]盾构施工沉降演化规律及其控制研究[D]. 李怡哲.武汉工程大学 2016
[4]EPB盾构法隧道施工引起的地表沉降分析与数值模拟[D]. 李曙光.中南大学 2006
本文编号：3478279
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
施工平面图
第二章 隧道开挖二维数值模拟点垂直引伸计：监测点放置于距离隧道 1m 处，用于精确监竖直向位移数据；斜计：用于精确监测地铁开挖引起的水平位移数据；它传感器布置于目标掌子面前方以及隧道洞口周边。斜计和地形测量是手动的以外，整个监控设备连接到一个地铁中，该采集系统每五秒读取一次数据，通过采集到的数据之间调整地铁掘进参数，使得土体位移数据保持在一个可控范围测数据比较丰富，但是本文关注的重点是地表各阶段沉降量，体位移的历史沉降曲线图如图 2.9 所示。
衬砌锥形盾构机盾尾空隙掌子面图 2.11 地表沉降发展图Fig 2.11 The evolution of surface settlement2.5 数值模拟2.5.1 隧道开挖有限元模型及参数本文土体采用弹塑性平面应变模型，利用 Plaxis 2D 进行非线性分析。图 2.12为建立的盾构隧道二维模型图，其中模型选用精度最高的 15 节点的三角形单元，并且对隧道周边易产生沉降区域进行了网格加密，其他区域采用中等网格。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于局部刚度修正法的盾构隧道下穿历史保护建筑数值模拟分析[J]. 谢东武,葛世平,丁文其. 现代隧道技术. 2018(03)
[2]富水砂层浅埋地铁隧道深孔注浆扰动机理研究[J]. 孙连勇,黄永亮,尹长凤,徐从杰,刘涛. 现代隧道技术. 2018(01)
[3]盾构近距下穿既有地铁盾构隧道施工参数控制[J]. 马文辉,彭华,杨成永. 西南交通大学学报. 2018(01)
[4]盾构穿越立交桥桩时微扰动控制施工的数值分析[J]. 赵坤,杜守继,陈军,南宏峰. 地下空间与工程学报. 2017(06)
[5]邻近既有深基坑的盾构法隧道施工地层变位分析[J]. 孙雷江,廖瑛,朱逢斌,刘旭. 现代隧道技术. 2017(02)
[6]上海地区软土HSS模型参数的试验研究[J]. 梁发云,贾亚杰,丁钰津,黄茂松. 岩土工程学报. 2017(02)
[7]基于长标距FBG的既有地铁隧道纵向变形监测与数值模拟[J]. 谭林波,陶津,沈圣,沈忱,杨铭悦,吴刚. 建筑技术. 2016(05)
[8]天津地铁盾构隧道下穿停机坪施工地表沉降控制[J]. 赵敏,徐增伟. 现代隧道技术. 2016(01)
[9]天津软土地区盾构掘进对上方建筑物影响分析[J]. 姜晓婷,路平,郑刚,崔玉娇,崔涛. 岩土力学. 2014(S2)
[10]基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测[J]. 陈春来,赵城丽,魏纲,丁智. 岩土力学. 2014(08)
硕士论文
[1]武汉地铁七号线盾构隧道施工对地面沉降及建筑物变形影响分析[D]. 郭汉章.武汉工程大学 2017
[2]地铁盾构同步注浆对地表沉降的影响规律及机理研究[D]. 罗海燕.太原理工大学 2017
[3]盾构施工沉降演化规律及其控制研究[D]. 李怡哲.武汉工程大学 2016
[4]EPB盾构法隧道施工引起的地表沉降分析与数值模拟[D]. 李曙光.中南大学 2006
本文编号：3478279
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