盾构隧道穿越立交桥桩基群施工影响效应研究

发布时间：2017-08-08 17:41

  本文关键词：盾构隧道穿越立交桥桩基群施工影响效应研究

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【摘要】：地铁盾构隧道施工改变了盾构区间土体的应力状态,导致土体产生位移,其会影响邻近建(构)筑物的安全,严重时会影响其正常使用。研究地铁盾构隧道施工对邻近建(构)筑物的影响具有重大实际意义,可为后续合肥轨道交通线路建设工程和国内类似地区地铁盾构法隧道施工提供参考价值。本文以合肥地铁盾构隧道施工区间为工程背景,依据实际地质勘察资料,运用有限元软件MIDAS GTS进行数值分析,研究了盾构隧道穿越邻近单桩的变形和倾斜规律,分析了改变单个因素对群桩遮拦效应的影响,探讨了盾构隧道不同情况下穿立交桥时对上部结构的影响。本文主要以下几个方面进行研究：(1)介绍了盾构隧道施工的原理,阐述了地表沉降机理以及MIDASGTS在模拟盾构隧道施工的实现过程；(2)利用MIDAS GTS数值分析软件,建立隧道和桩基的三维模型,以合肥地区特有土质为例,考虑相同桩体位置不同桩长和不同桩体位置相同桩长等因素下桩基的变形规律和随着盾构向前掘进过程中桩基的倾斜规律；(3)以合肥地铁盾构隧道近距离侧穿高架桥桩基为工程背景,将桩基、土体和隧道作为一个整体,计算分析了在不同c、φ值和不同桩隧间距单因素条件下的群桩遮拦效应情况,同时,分析了在土体不同c、φ值和不同桩隧间距情况下桩体内力情况;(4)在盾构隧道影响桩基变形规律的基础之上,进一步深入研究探讨盾构隧道垂直下穿立交桥封闭匝道、垂直下穿立交桥开放匝道、平行下穿立交桥封闭匝道和平行下穿立交桥开放匝道四种工况条件下立交桥桥墩纵向位移规律以及桥墩高度对桥墩纵向变形的影响规律,分析了盾构隧道施工条件下桥跨上部结构内力和变形的规律。本文研究成果为有效评估隧道建设过程中桩基的工作性能,从而为地铁工程的施工和设计提供一定的理论依据和指导,具有重要的理论价值和实际意义。
【关键词】：盾构侧穿 数值分析 立交桥桩基群 遮拦效应 桥跨上部结构
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-24
• 1.1 选题背景及科研意义16-18
• 1.1.1 选题背景16-17
• 1.1.2 研究意义17-18
• 1.2 国内外的研究现状18-23
• 1.2.1 盾构掘进引起地层位移规律的研究现状18-21
• 1.2.2 盾构隧道开挖对桩体的影响研究现状21-23
• 1.3 本文主要的研究内容23
• 1.4 本章小结23-24
• 第二章 盾构隧道开挖的基本理论及数值模拟方法24-34
• 2.1 盾构法施工的基本原理24-25
• 2.2 盾构法的主要技术环节25-26
• 2.3 地层变形机理26-27
• 2.4 地面沉降规律27-28
• 2.5 有限单元法基本原理28-30
• 2.6 Midas/GTS数值模拟软件30-31
• 2.6.1 Midas/GTS软件简介30
• 2.6.2 土的本构关系30-31
• 2.7 盾构隧道施工数值模拟在MIDAS的实现31-33
• 2.7.1 应力的释放和传递31-32
• 2.7.2 土体特性的变化32
• 2.7.3 初始土体自重应力场的建立32-33
• 2.8 本章小结33-34
• 第三章 盾构隧道开挖对桩基变形的影响分析34-45
• 3.1 工程概况34-35
• 3.2 计算模型的建立35-36
• 3.3 模型计算参数36
• 3.4 盾构推进过程模拟36-37
• 3.5 不同工况下桩体水平位移分析37-40
• 3.6 相同位置桩体水平位移分析40-41
• 3.7 桩体沉降分析41-42
• 3.8 桩基倾斜率分析42-43
• 3.9 本章小结43-45
• 第四章 盾构隧道侧穿高架桥桩基条件下群桩遮拦效应分析45-62
• 4.1 有限元模型45-47
• 4.1.1 计算模型45
• 4.1.2 材料参数45-46
• 4.1.3 盾构施工模拟46-47
• 4.1.4 模型的建立47
• 4.2 桩基变形规律47-49
• 4.3 不同土体c、φ值下的地表沉降分析49-51
• 4.4 遮拦效应分析51-60
• 4.4.1 不同土体c、φ值群桩遮拦效应52-58
• 4.4.2 不同桩隧间距时的群桩遮拦效应58-60
• 4.5 本章小结60-62
• 第五章 盾构隧道施工条件下立交桥变形分析62-76
• 5.1 工程概况62
• 5.2 工程地质概况62-63
• 5.3 模型建立63-67
• 5.3.1 计算基本假定64
• 5.3.2 计算工况64-66
• 5.3.3 初始条件与边界条件66-67
• 5.4 不同工况下沉降性状比较67-70
• 5.5 对上部结构造成的影响分析70-73
• 5.6 桥墩纵向位移分析73-75
• 5.7 本章小节75-76
• 第六章 结论与展望76-78
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望与不足77-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：641254