浅埋隧道开挖时效与地层材料时效耦合的数值模拟与分析

发布时间：2017-07-07 01:17

  本文关键词：浅埋隧道开挖时效与地层材料时效耦合的数值模拟与分析

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【摘要】：随着城市建设的发展,隧道及地下空间将被大力开发与利用。开挖会改变附近地层的应力并产生移动,从而影响附近道路、设施、建筑物的正常使用甚至安全,因此必须对随时间变化的地层移动进行预测并采取合理的控制措施。本文采用数值模拟方法,从三个方面分析了隧道施工过程中时间效应对地层沉降的影响：(1)浅埋隧道开挖时效分析。将隧道施工过程时效化,针对全断面法、台阶法和CRD法三种工法,计算隧道施工引起的地层沉降过程,得出随着隧道掌子面的向前推进时地表观察点处位移随时间的变化规律曲线,从中可以看出：当掌子面通过观察点时,对观察点处位移的影响最大；当掌子面通过观察点后在一段时间内依然对观察点处位移产生影响,但范围有限,当超过此范围后,观察点处的位移就会趋于稳定。(2)计算浅埋隧道开挖时效与地层材料时效的耦合分析。在模拟全断面法、台阶法和CRD法三种工法时,计算地层材料时效的影响,即在开挖结束后,进行材料蠕变影响计算；材料蠕变特征时间与具体的粘性模型及参数有关,一般是一个相对较长的时间；地表观察点的位移因材料时效而增大。(3)在开挖时效和开挖时效与地层材料时效耦合两种情况下,对比分析全断面法开挖、台阶法开挖和CRD法开挖对地表沉降的影响,结果均表明,就控制地表沉降而已,CRD法优于台阶法,台阶法优于全断面法。
【关键词】：浅埋隧道 地表沉降 开挖时效 地层材料时效
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 地层变形研究方法综述11-16
• 1.3 研究目标、内容及方法16-17
• 2 浅埋隧道开挖时效的数值模拟方法17-21
• 2.1 FLAC3D数值模拟方法17-18
• 2.2 浅埋隧道开挖时效在数值模拟中的应用18-20
• 2.2.1 浅埋隧道开挖时间因数18-20
• 2.2.2 隧道开挖时效在数值模拟中的应用方法20
• 2.3 浅埋隧道开挖时效数值应用小结20-21
• 3 浅埋隧道开挖时效的数值分析21-41
• 3.1 浅埋隧道开挖时效数值模型21-25
• 3.2 全断面法施工开挖时效数值模拟25-30
• 3.2.1 全断面数值模拟施工过程25
• 3.2.2 计算结果与分析25-30
• 3.3 台阶法施工开挖时效数值模拟30-35
• 3.3.1 台阶法施工数值模拟施工过程30
• 3.3.2 计算结果与分析30-35
• 3.4 CRD法施工开挖时效数值模拟35-40
• 3.4.1 CRD法施工数值模拟施工过程35
• 3.4.2 计算结果与分析35-40
• 3.5 浅埋隧道开挖时效数值模拟小结40-41
• 4 浅埋隧道开挖时效与地层材料时效耦合的数值分析41-62
• 4.1 地层材料时效的基本理论41-47
• 4.1.1 粘弹性基本理论41-44
• 4.1.2 粘弹塑性基本理论44-47
• 4.2 三维数值模拟中的时间效应47-49
• 4.2.1 三维拉格朗日差分计算中的时间效应模拟原理47-48
• 4.2.2 时间效应的三维数值模拟流程48-49
• 4.3 地层材料时效数值模型49-51
• 4.4 全断面法施工开挖时效与材料时效耦合数值模拟51-54
• 4.5 台阶法施工开挖时效与材料时效耦合数值模拟54-57
• 4.6 CRD法施工开挖时效与材料时效耦合数值模拟57-59
• 4.7 不同施工方法对地表沉降的影响59-60
• 4.8 浅埋隧道开挖时效与地层材料时效耦合的数值分析小结60-62
• 5 结论62-63
• 参考文献63-66
• 作者简历66-68
• 学位论文数据集68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨彩弘,王永岩,魏佳;软岩蠕变过程中单相渗流固流耦合及数学模型[J];黑龙江科技学院学报;2004年05期

2 杨龙才,周顺华,姚燕明;变跨度隧道施工引起的地表沉降[J];同济大学学报(自然科学版);2003年04期

3 周小文,濮家骝;砂土中隧洞开挖引起的地面沉降试验研究[J];岩土力学;2002年05期

4 孙钧,刘洪洲;交叠隧道盾构法施工土体变形的三维数值模拟[J];同济大学学报(自然科学版);2002年04期

5 张冬梅,黄宏伟,王箭明;盾构推进引起地面沉降的粘弹性分析[J];岩土力学;2001年03期

6 杨小礼,刘宝琛;根据非线性屈服准则计算隧道粘弹塑性位移[J];有色金属;2001年03期

7 孙钧,袁金荣;盾构施工扰动与地层移动及其智能神经网络预测[J];岩土工程学报;2001年03期

8 平扬,白世伟,徐燕萍;深基坑工程渗流-应力耦合分析数值模拟研究[J];岩土力学;2001年01期

9 刘宝琛;急待深入研究的地铁建设中的岩土力学课题[J];铁道建筑技术;2000年03期

10 刘天泉,钱七虎;城市地下岩土工程技术发展动向[J];煤炭科学技术;1999年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 贺跃光;工程开挖引起的地表移动与变形模型及监测技术研究[D];中南大学;2003年

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