城市轨道交通隧道下穿建筑物施工方法优化研究

发布时间：2017-08-16 22:06

  本文关键词：城市轨道交通隧道下穿建筑物施工方法优化研究

  更多相关文章： 区间隧道 合理位置关系 钻爆法 有限元分析

【摘要】：我国大城市的交通拥挤情况日益严重,地面交通已无法承担现有经济活动和人民生活水平提高带来的不断增长的运量需求,因此,进行地铁建设投资,发展以轨道交通为骨干,以常规公交为主体的公共交通体系,成为了解决城市交通紧张状况最理想的交通方式。本论文针对轨道环线区间隧道处于不同埋深时下穿不同基础形式建筑物对建筑物稳定性的影响,结合工程实际,采用有限元数值模拟的方法进行二维分析,得出隧道与建筑物的合理位置关系;采用三维有限元数值模拟分析采用钻爆法开挖的可行性,并在采用合理爆破参数的情况下分别对采用台阶法和CRD法开挖区间隧道下穿住宅楼的全过程进行模拟,通过数值分析的结果与现场监控量测的结果进行对比,比选出更优的施工方法:(1)在围岩为砂岩,区间隧道为单洞且位于位于建筑物正下方的情况下,城市轨道交通区间隧道下穿条形基础建筑物,隧道合理埋深为41.2m,即区间隧道顶部距基础底部5.5倍洞高及以上时,隧道开挖对上方建筑物无影响;(2)在围岩为砂岩,区间隧道为单洞且位于位于建筑物正下方的情况下,城市轨道交通区间隧道下穿桩基础建筑物,隧道合理埋深为40.8m,即区间隧道顶部距桩基础底部4.4倍洞高及以上时,隧道开挖对上方建筑物无影响;(3)依托工程中,当区间隧道埋深≤5.4m时,埋深越小,对住宅楼的安全稳定影响越小;当区间隧道埋深≥12.4m时,在12.4m≤埋深≤19.4m范围内,随着埋深的增大,对住宅楼的安全稳定影响越大,在埋深≥19.4m范围内,随着埋深的增大,对住宅楼的安全稳定影响越小;当区间隧道埋深一定(既有设计埋深5.4)时,区间隧道与上方建筑物水平距离越远,对住宅楼的安全稳定影响越小;(4)区间隧道下穿医药公司住宅楼时可以采用钻爆法开挖,不会对住宅楼的安全稳定产生影响;(5)采用CRD法施工时虽然住宅楼的位移更小,但采用台阶法施工时住宅楼位移也在允许范围内,不会对住宅楼的安全稳定产生影响。且台阶法施工工艺更简单,进度更快,费用更省。因此,采用台阶法爆破开挖是更优的施工方法;(6)利用现场监控量测结果与有限元分析结果进行对比分析,总结了监控量测结果和有限元分析结果在规律上的一致性;同时分析了监控量测结果和有限元分析结果产生偏差的不可避免性;通过监控量测结果与有限元分析结果进行比对,也充分验证了有限元分析具有一定的可靠性。
【关键词】：区间隧道 合理位置关系 钻爆法 有限元分析
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-12
• 1.3 目前主要存在的问题12-14
• 1.4 研究手段和主要内容14-15
• 第二章 工程概况15-27
• 2.1 工程简介15-17
• 2.2 自然地理17
• 2.3 工程地质条件17-19
• 2.3.1 地形地貌17
• 2.3.2 地质构造17-18
• 2.3.3 地层岩性18-19
• 2.3.4 特殊性岩土19
• 2.3.5 土石可挖性分级19
• 2.4 环境工程条件19-20
• 2.4.1 地面及地下建（构）筑物19-20
• 2.4.2 主要地下管网20
• 2.5 建议岩土设计参数20-21
• 2.6 地勘结果21
• 2.7 有限元软件ANSYS分析的步骤21-23
• 2.7.1 本构模型的选择22-23
• 2.7.2 边界条件的处理23
• 2.8 有限元软件ANSYS/LS-DYNA23-26
• 2.8.1 ANSYS/LS-DYNA概述23-24
• 2.8.2 岩土体本构模型选择24-25
• 2.8.3 爆炸本构模型选择25-26
• 2.8.4 边界条件的处理26
• 2.9 有限元分析在本论文中的作用26-27
• 第三章 区间隧道合理埋深研究27-41
• 3.1 概述27
• 3.2 区间隧道下穿条形基础27-33
• 3.2.1 有限元模型介绍27-29
• 3.2.2 隧道拱顶距条形基础底面1倍洞高29-30
• 3.2.3 隧道拱顶距条形基础底面2倍洞高30-31
• 3.2.4 隧道拱顶距条形基础底面3倍洞高31-32
• 3.2.5 隧道拱顶距条形基础底面4倍洞高32
• 3.2.6 数据统计对比分析32-33
• 3.3 区间隧道下穿桩基础33-39
• 3.3.1 有限元模型介绍34-35
• 3.3.2 隧道拱顶距桩基础底面1倍洞高35-36
• 3.3.3 隧道拱顶距桩基础底面2倍洞高36-37
• 3.3.4 隧道拱顶距桩基础底面3倍洞高37-38
• 3.3.5 隧道拱顶距桩基础底面4倍洞高38
• 3.3.6 数据统计对比分析38-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第四章 区间隧道与住宅楼合理位置关系研究41-72
• 4.1 区间隧道底部位于桩基础底部以上42-49
• 4.1.1 有限元模型介绍42-44
• 4.1.2 隧道埋深 5.4m44-45
• 4.1.3 隧道埋深 4.4m45-46
• 4.1.4 隧道埋深 3.4m46-47
• 4.1.5 隧道埋深 2.4m47-48
• 4.1.6 数据统计对比分析48-49
• 4.2 区间隧道顶部位于桩基础底部以下49-56
• 4.2.1 有限元模型介绍49-50
• 4.2.2 区间隧道顶部与桩基础底部齐平50-51
• 4.2.3 区间隧道顶部距桩基础底部1倍洞高51-52
• 4.2.4 区间隧道顶部距桩基础底部2倍洞高52-53
• 4.2.5 区间隧道顶部距桩基础底部3倍洞高53-54
• 4.2.6 区间隧道顶部距桩基础底部4倍洞高54-55
• 4.2.7 数据统计对比分析55-56
• 4.3 区间隧道处于不同水平位置56-71
• 4.3.1 有限元模型介绍56-57
• 4.3.2 水平距离 0.625m57-61
• 4.3.3 水平距离 1.625m61-65
• 4.3.4 水平距离 2.625m65-69
• 4.3.5 数据统计对比分析69-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 区间隧道施工方法研究72-98
• 5.1 钻爆法开挖可行性分析72-86
• 5.1.1 基本概念72-73
• 5.1.2 成缝机理73
• 5.1.3 两种爆破方式的区别73-74
• 5.1.4 爆破振动控制标准74-75
• 5.1.5 炮孔布置及装药量75-76
• 5.1.6 有限元计算结果分析76-86
• 5.1.7 钻爆法开挖可行性分析小结86
• 5.2 不同开挖方法模拟86-97
• 5.2.1 台阶法施工过程模拟87-89
• 5.2.2 台阶法模拟计算结果分析89-90
• 5.2.3 CRD法施工过程模拟90-91
• 5.2.4 CRD法模拟计算结果分析91-92
• 5.2.5 数据统计对比分析92-97
• 5.3 本章小结97-98
• 第六章 监控量测结果与有限元分析结果对比分析98-102
• 6.1 监控量测实施98-100
• 6.1.1 监控量测项目98
• 6.1.2 监控量测区域的选择98-99
• 6.1.3 监控量测测点布设要求99
• 6.1.4 监控量测周期99
• 6.1.5 监控量测控制标准及警戒值99-100
• 6.2 监控量测与有限元结果对比100-101
• 6.3 本章小结101-102
• 第七章 结论与展望102-104
• 7.1 结论102-103
• 7.2 研究展望103-104
• 致谢104-105
• 参考文献105-108
• 攻读学位期间取得的研究成果108

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