双隧道中先行隧道遮拦效应与扰动效应对地层和管线的影响研究

发布时间：2022-12-18 11:43

　　地铁系统呈现网络化、立体化,交叠双隧道是常见的立体网络形式,双隧道施工往往不是同步进行的,交叠布置形式及施工顺序的多样性将诱发复杂的地层响应,因此针对交叠双隧道开挖对地层和管线的影响展开研究很有必要。本文建立40组三维有限元模型,以双隧道水平间距、垂直间距及地层损失率为变量,与后行隧道二次扰动做比较,研究先上后下开挖中先行隧道遮拦效应及先下后上开挖中先行隧道扰动效应对地层和管线的影响,并分别建立考虑遮拦效应、扰动效应的地表沉降预测公式。主要研究内容及成果如下:（1）基于课题组的离心模型试验成果详细地介绍了不同施工顺序下先行隧道的遮拦效应和扰动效应。同时运用位移控制法建立双隧道开挖的三维有限元模型,通过课题组离心试验成果验证模型的可靠性。（2）研究先上后下施工顺序时,不同交叠形式不同地层损失率条件下双隧道开挖对地层和管线的影响,建立考虑先行上部隧道遮拦效应的地表沉降预测公式。双隧道水平间距大于0.7DT（DT是隧道直径）,以及双隧道垂直间距大于1.7DT时,先行上部隧道遮拦效应占主导地位,双隧道开挖所致最大地表沉降及管线变形较小。为考虑遮拦效应而引入随机介质理论公式中的遮拦指数C与双隧道... 

【文章页数】：95 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
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 盾构隧道开挖对地层的影响研究现状
        1.2.2 盾构隧道开挖对管线的影响研究现状
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第二章 双隧道开挖的离心模型试验中遮拦效应与扰动效应分析
    2.1 盾构开挖对地层的影响
        2.1.1 单隧道开挖对地层的影响
        2.1.2 双隧道开挖对地层的影响
    2.2 盾构双隧道开挖离心模型试验
        2.2.1 离心试验原理
        2.2.2 离心试验简介
    2.3 离心试验中遮拦效应与扰动效应分析
    2.4 本章小结
第三章 盾构双隧道开挖有限元模型的建立与验证
    3.1 有限元模型的建立
        3.1.1 土体本构模型
        3.1.2 隧道开挖模拟
        3.1.3 有限元模型的建立
    3.2 有限元模型的验证
        3.2.1 地表沉降验证
        3.2.2 管线沉降验证
    3.3 本章小结
第四章 先上后下开挖中先行隧道遮拦效应对地层及管线的影响
    4.1 不同水平间距双隧道先上后下开挖的影响
        4.1.1 先开挖隧道的扰动范围
        4.1.2 地表沉降
        4.1.3 遮拦系数
        4.1.4 管线变形
        4.1.5 土体剪应变
        4.1.6 土体主应力
    4.2 不同垂直间距双隧道先上后下开挖的影响
        4.2.1 地表沉降
        4.2.2 遮拦系数
        4.2.3 管线变形
        4.2.4 土体剪应变
        4.2.5 土体主应力
    4.3 不同地层损失率双隧道先上后下开挖的影响
        4.3.1 地表沉降
        4.3.2 遮拦系数
        4.3.3 管线变形
    4.4 考虑遮拦效应的地表沉降预测
        4.4.1 随机介质理论
        4.4.2 考虑遮拦效应的双隧道开挖所致地表沉降预测公式
    4.5 本章小结
第五章 先下后上开挖中先行隧道扰动效应对地层及管线的影响
    5.1 不同水平间距双隧道先下后上开挖的影响
        5.1.1 先行下部隧道扰动范围
        5.1.2 地表沉降
        5.1.3 扰动系数
        5.1.4 管线变形
        5.1.5 土体剪应变
        5.1.6 土体主应力
    5.2 不同垂直间距双隧道先下后上开挖的影响
        5.2.1 地表沉降
        5.2.2 扰动系数
        5.2.3 管线变形
        5.2.4 土体剪应变
        5.2.5 土体主应力
    5.3 不同地层损失率双隧道先下后上开挖的影响
        5.3.1 地表沉降
        5.3.2 扰动系数
        5.3.3 管线变形
    5.4 考虑扰动效应的地表沉降预测
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间参与科研项目及发表论文情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑土拱发挥过程的非饱和砂土盾构隧道极限支护力计算方法研究[J]. 崔蓬勃,朱永全,刘勇,王庆磊,潘英东.  岩土工程学报. 2020(05)
[2]双线盾构隧道开挖地表沉降变形规律研究[J]. 刘俊生,卢金芳,徐栋栋.  城市勘测. 2019(05)
[3]管廊隧道开挖对上覆在建深基坑影响的三维有限元分析[J]. 戴轩,徐管应,霍海峰,程雪松,闫晓荣.  岩土工程学报. 2019(S1)
[4]基于随机介质理论分析盾构隧道开挖引起的地表沉降[J]. 张府,陈有亮,李林.  水资源与水工程学报. 2019(03)
[5]盾构隧道下穿管道施工引起的管-土相互作用研究[J]. 可文海,管凌霄,刘东海,邓建林,李科,徐长节.  岩土力学. 2020(01)
[6]砂土隧道开挖引起的地表及深层土体变形研究[J]. 张天奇,葛隆博,郑刚.  天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2019(S1)
[7]中国城市轨道交通2018年度数据统计[J].   隧道建设(中英文). 2019(04)
[8]基于Pasternak地基的盾构隧道开挖非连续地下管线的挠曲[J]. 林存刚,黄茂松.  岩土工程学报. 2019(07)
[9]城市地铁超近距离叠交区段盾构隧道施工技术[J]. 王智高.  工程技术研究. 2018(16)
[10]地铁正交、平行上穿盾构隧道近接施工数值分析[J]. 刘亮,高书通,许芃.  现代隧道技术. 2018(S2)

博士论文
[1]盾构隧道近距离共同作用机理及施工技术研究[D]. 严长征.同济大学 2007
[2]隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D]. 韩煊.西安理工大学 2007

硕士论文
[1]常州地铁2号线盾构下穿既有隧道工程的影响研究[D]. 王坚.安徽理工大学 2019



本文编号：3721992