双线隧道施工引起的土体位移的数值模拟

发布时间：2017-06-22 07:15

  本文关键词：双线隧道施工引起的土体位移的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着地下空间的大规模开发,盾构隧道施工地段处于建筑物,地下管线,道路桥梁密集区等现象越来越普遍。如何准确地评估地铁施工引发的土体位移对于确定地面周边建筑的保护方案来说具有十分重要意义。本文以广州地铁三号线为工程背景,对单线隧道掘进,双线隧道同时掘进以及双线隧道异步掘进引起周边的土体位移进行数值模拟,分析不同的施工步骤下土体的沉降规律,本文具体思路如下:(1)基于Mindlin位移解分别的得到附加推力,刀盘扭矩,盾构重力,刀盘摩擦,注浆压力,盾体摩擦引起的地表沉降,结合修正土体损失公式得到估算单线盾构施工引起的地表沉降表达式;使用叠加原理得到估算双线隧道施工的地表沉降表达式。(2)基于广州天河—五山双线隧道工程为工程背景,使用有限差分软件FLAC3D进行建模,考虑实际施工地质条件,盾构设备参数等确定数值模拟的载荷,结构模型的物理尺寸,开挖的步数等数值模型参数。在数值空间对模型进行单线隧道掘进,双线隧道同时掘进,双线隧道异步掘进。(3)基于步骤(2)中单线掘进,双线同步掘进,双线先后施工引发周边的土体位移结果进行分析;运用第三章中的地表沉降估算表达式对模型所处的工程背景进行计算并与数值模拟结果作对比,验证两种方法的可靠性。
【关键词】：双线盾构施工 地表沉降估算 土体损失 数值模拟
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-21
• 1.1 研究背景和意义7-8
• 1.2 国内外研究现状综述8-19
• 1.3 当前研究中存在的问题19-20
• 1.4 本文的主要研究内容20-21
• 第二章 三维快速拉格朗日差分法（FLAC3D)基本理论简介21-27
• 2.1 FLAC3D概述21
• 2.2 FLAC3D计算步骤21-22
• 2.3 材料模型的本构理论22-25
• 2.4 结构单元25-27
• 第三章 双线隧道施工地表沉降估算27-42
• 3.1 土体变形扰动因素分析27-28
• 3.2 坐标变换下的Mindlin位移解28-32
• 3.3 施工因素引起的土体沉降估算32-39
• 3.4 隧道施工引起的沉降估算39-41
• 本章小结41-42
• 第四章 双线隧道施工的数值模拟42-55
• 4.1 工程概况42
• 4.2 工程地质42-43
• 4.3 土层的简化以及模型的建立43
• 4.4 盾构机的选型以及模型的荷载参数设定43-49
• 4.5 盾构机引起土体沉降机理49-50
• 4.6 土体数值模型的确定50-51
• 4.7 数值模型的计算步骤51-53
• 本章小结53-55
• 第五章 地层变形规律分析55-69
• 5.1 左线隧道开挖地层变形分析55-59
• 5.2 双线隧道同时开挖地层变形分析59-62
• 5.3 双线异步开挖地层变形分析62-66
• 5.4 隧道周边的土体扰动66-68
• 本章小结68-69
• 第六章 沉降估算与数值模拟对比69-76
• 6.1 单线隧道施工沉降估算与数值模拟对比69-72
• 6.2 双线同时施工沉降估算与数值模拟对比72-73
• 6.3 隧道先后施工引起地表沉降模拟值与计算值的对比73-75
• 本章小结75-76
• 第七章 总结与展望76-79
• 7.1 总结76-77
• 7.2 展望77-79
• 参考文献79-83
• 致谢83

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