水位波动条件下盾构隧道开挖渗流场与稳定性研究

发布时间：2024-04-12 21:00

　　在我国滨海地区,隧道工程建设中经常会遇到穿江越海的情况,江底隧道可以有效缓解城市、城际交通拥堵问题,提高居民出行效率,海底隧道是重要的跨海交通基础设施之一,能极大改善沿海地区的交通和社会经济。盾构法是土质或软岩地基中水下隧道建设的主要工程方法。水下盾构隧道在建设过程中,作用于开挖掘进面的动水条件可使其周围土体的应力和孔压分布变得极为复杂,易引起开挖面的透水或失稳事故。本文针对水位波动条件下盾构隧道稳定性问题,结合杭州市庆春路过江隧道工程,通过渗流场数值计算、极限平衡法半解析分析、上限分析法半解析分析、流固耦合数值模拟等手段进行研究与进一步完善,本文的主要工作与相应结论包括:(1)采用有限元软件COMSOL Multyphysics,建模分析了水位波动条件下盾构隧道开挖面附近渗流场,研究了土体参数对开挖面前方非稳态渗流场的影响,改进了已有极限平衡分析研究中的不足,提出了一种新的渗透力计算方法。一系列数值计算结果表明:渗流场中各水力要素的波动及传播是由土体渗透系数与单位储水量的比值决定的,随着土体的渗透性降低和单位储水量的升高,楔形体中水平向渗透力Fx波动的幅值与最大值均逐渐减小,相对于边...

【文章页数】：142 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３盾构开挖面失稳造成的事故??

浙江大学硕士学位论文?１绪论??ｃＪｕＭ．?？?ｓ?■??＾?ｒ?％?＾??＼?．鹽??ｖｎ＆?Ａ｜??；ｌ：?？：?＇＝??图１．２杭州市轨道交通网规划（左）、青岛地铁１号线跨海隧道（右）??盾构隧道在开挖掘进的过程中，需通过设置合理的支护力来维持开挖面的稳定性，若??开挖面上....

图１．２杭州市轨道交通网规划（左）、青岛地铁１号线跨海隧道（右）??

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图１．４水下盾构随道开挖面前的滲流作用（Ａｎａｇｎｏｓｔｏｕ和Ｋｏｖ纟ｒｉ，ｌ＂６）??

浙江大学硕士学位论文?１绪论??影响考虑进开挖面稳定性的研究始于上世纪九十年代，众多研究表明，考虑滲流的开挖面??极限支护压力大于不考虑渗流的极哏支护压力，瞇道总支护力大部分是为了平衡渗流力而??构成（乔金丽等，２００９）。??▽??７７７?Ｖ＂＂＂＂＂＂＂?一?ｙ??Ｔ?Ｈ?ｈ....

图１．５?Ｈｏｒｎ提出的三维禊型体计算模型??

浙江大学硕士学位论文?１绪论??坏，滑动面上的土体满足自身的屈服条件。针对开挖面前方滑动体内每一隔离体，考虑其??静力平衡条件与力矩平衡条件，即可确定滑动面上的土体处于极限状态时，隧道所需的极??限支护压力。??考虑隧道开挖面稳定最常用的极限平衡模型便是楔形体模型，为了分析随道开....

本文编号：3951962