转角隧道施工地表沉降规律及数值模拟
发布时间：2021-06-18 14:55
近年来,随着城市建设的快速推进,地表土地资源日益紧张,城市大量的高压输电线路不仅影响环境美观而且也使得周围土体利用效率大大降低。解决这类问题的最佳方案就是输电线路“入地”,通过在城市中心城区修建电力隧道,将原本受空间、外部环境影响较大的高压线路整体布置在地下隧道中,降低受天气等恶劣条件影响所带来的安全隐患。另一方面,隧道施工不可避免的对岩土体进行扰动,引发地表沉降。尽管对走向顺直的隧道开挖引起地表沉降的相关研究较多,但对转角部位开挖引起的地表沉降研究还十分匮乏,相关经验严重不足。本文以大连南雁四回路高压输电工程中的渐变式大断面90°扩挖转角隧道为工程背景。根据设计要求采用midas GTS NX有限元软件重点研究转角隧道施工过程中地表沉降规律,并与现场实测值进行对比,验证了数值模型的合理性,分析了隧道围岩的应力、位移等结果,为相似工程提供工程设计经验,并得到以下结论:（1）转角隧道模拟结果显示,地表沉降曲线近似的沿断面中心线对称分布,且距离中心线越远,沉降越小,模拟地表最大沉降量为3.94mm,现场监侧值为4.0mm,与现场监测值吻合良好。地表沉降值均随监测天数的增长波动式增大,在转角...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 经验法
1.2.2 理论分析法
1.2.3 模型试验法
1.2.4 数值分析法
1.3 主要研究内容和方法
2 隧道施工引起地表沉降理论分析
2.1 隧道施工引起地表沉降的力学分析
2.2 地层移动及变形的时空效应理论分析
2.2.1 地层移动及变形的时间效应
2.2.2 地层移动及变形的空间效应
2.3 地表沉降原理
2.3.1 地层损失
2.3.2 土体固结
2.4 转角隧道施工引起地表沉降的影响因素
2.4.1 自然因素
2.4.2 人为因素
2.5 转角隧道施工引起地表沉降原因分析
2.6 本章小结
3 转角隧道地表沉降监测及结果分析
3.1 工程概况
3.1.1 工程概述
3.1.2 工程地质
3.1.3 工程施工工序
3.2 施工监测方案设计
3.2.1 监测项目
3.2.2 主要项目监测方法
3.2.3 沉降变形监测技术要求
3.3 地表沉降监测结果及分析
3.3.1 横向地表沉降规律
3.3.2 纵向地表沉降规律
3.4 本章小结
4 数值模拟分析
4.1 midas GTS NX软件介绍
4.2 土体本构模型
4.3 计算模型建立
4.3.1 基本假定
4.3.2 地层及材料参数
4.3.3 模型计算边界及网格划分
4.3.4 模拟过程
4.4 模型计算结果分析
4.4.1 横向地表沉降
4.4.2 纵向地表沉降
4.4.3 地层位移
4.4.4 隧道拱顶沉降
4.4.5 洞室收敛分析
4.4.6 围岩应力分析
4.5 支护结构对隧道变形及地表沉降的影响
4.5.1 支护结构对隧道变形的影响
4.5.2 支护结构对地表沉降的影响
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同地铁隧道断面和开挖方法对地表沉降的影响分析[J]. 张铁柱. 居舍. 2018(24)
[2]应力释放率对超大断面小净距浅埋隧道的开挖影响研究[J]. 但路昭,罗红星,邓琴,王东英,秦雨樵. 应用力学学报. 2018(03)
[3]世界最早的伦敦地铁[J]. 柴适. 交通与港航. 2016(03)
[4]基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测[J]. 陈春来,赵城丽,魏纲,丁智. 岩土力学. 2014(08)
[5]城市电缆隧道的设计思考[J]. 董姗,廖晓欢. 科技风. 2014(13)
[6]城市电力电缆隧道建设前景[J]. 朱虹霖. 电子世界. 2013(24)
[7]地铁车站开挖引起地表沉降分析方法的对比研究[J]. 孟丹,臧晓光,于广明,袁长丰. 岩石力学与工程学报. 2012(06)
[8]地铁隧道施工诱发地表沉降原因及预防[J]. 张登飞. 科技信息. 2012(14)
[9]盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究[J]. 马险峰,王俊淞,李削云,余龙. 岩土工程学报. 2012(05)
[10]双孔盾构隧道地表位移离心机模型试验研究[J]. 孙兵,仇文革. 铁道建筑. 2010(02)
博士论文
[1]地铁隧道盾构施工诱发地层移动机理分析与控制研究[D]. 柳厚祥.西安理工大学 2008
[2]洞桩法及CRD工法地铁施工对地表沉降影响研究[D]. 王绍君.哈尔滨工业大学 2007
[3]隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D]. 韩煊.西安理工大学 2007
[4]复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D]. 吴波.西南交通大学 2003
硕士论文
[1]合肥地铁盾构法施工引起地表沉降的分析与数值模拟[D]. 代朋飞.安徽建筑大学 2016
[2]地铁盾构隧道施工对轻轨轨道沉降的影响[D]. 于太乐.辽宁工程技术大学 2013
本文编号：3236865
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 研究现状
1.2.1 经验法
1.2.2 理论分析法
1.2.3 模型试验法
1.2.4 数值分析法
1.3 主要研究内容和方法
2 隧道施工引起地表沉降理论分析
2.1 隧道施工引起地表沉降的力学分析
2.2 地层移动及变形的时空效应理论分析
2.2.1 地层移动及变形的时间效应
2.2.2 地层移动及变形的空间效应
2.3 地表沉降原理
2.3.1 地层损失
2.3.2 土体固结
2.4 转角隧道施工引起地表沉降的影响因素
2.4.1 自然因素
2.4.2 人为因素
2.5 转角隧道施工引起地表沉降原因分析
2.6 本章小结
3 转角隧道地表沉降监测及结果分析
3.1 工程概况
3.1.1 工程概述
3.1.2 工程地质
3.1.3 工程施工工序
3.2 施工监测方案设计
3.2.1 监测项目
3.2.2 主要项目监测方法
3.2.3 沉降变形监测技术要求
3.3 地表沉降监测结果及分析
3.3.1 横向地表沉降规律
3.3.2 纵向地表沉降规律
3.4 本章小结
4 数值模拟分析
4.1 midas GTS NX软件介绍
4.2 土体本构模型
4.3 计算模型建立
4.3.1 基本假定
4.3.2 地层及材料参数
4.3.3 模型计算边界及网格划分
4.3.4 模拟过程
4.4 模型计算结果分析
4.4.1 横向地表沉降
4.4.2 纵向地表沉降
4.4.3 地层位移
4.4.4 隧道拱顶沉降
4.4.5 洞室收敛分析
4.4.6 围岩应力分析
4.5 支护结构对隧道变形及地表沉降的影响
4.5.1 支护结构对隧道变形的影响
4.5.2 支护结构对地表沉降的影响
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同地铁隧道断面和开挖方法对地表沉降的影响分析[J]. 张铁柱. 居舍. 2018(24)
[2]应力释放率对超大断面小净距浅埋隧道的开挖影响研究[J]. 但路昭,罗红星,邓琴,王东英,秦雨樵. 应用力学学报. 2018(03)
[3]世界最早的伦敦地铁[J]. 柴适. 交通与港航. 2016(03)
[4]基于Peck公式的双线盾构引起的土体沉降预测[J]. 陈春来,赵城丽,魏纲,丁智. 岩土力学. 2014(08)
[5]城市电缆隧道的设计思考[J]. 董姗,廖晓欢. 科技风. 2014(13)
[6]城市电力电缆隧道建设前景[J]. 朱虹霖. 电子世界. 2013(24)
[7]地铁车站开挖引起地表沉降分析方法的对比研究[J]. 孟丹,臧晓光,于广明,袁长丰. 岩石力学与工程学报. 2012(06)
[8]地铁隧道施工诱发地表沉降原因及预防[J]. 张登飞. 科技信息. 2012(14)
[9]盾构隧道引起地层损失和地表沉降的离心模型试验研究[J]. 马险峰,王俊淞,李削云,余龙. 岩土工程学报. 2012(05)
[10]双孔盾构隧道地表位移离心机模型试验研究[J]. 孙兵,仇文革. 铁道建筑. 2010(02)
博士论文
[1]地铁隧道盾构施工诱发地层移动机理分析与控制研究[D]. 柳厚祥.西安理工大学 2008
[2]洞桩法及CRD工法地铁施工对地表沉降影响研究[D]. 王绍君.哈尔滨工业大学 2007
[3]隧道施工引起地层位移及建筑物变形预测的实用方法研究[D]. 韩煊.西安理工大学 2007
[4]复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D]. 吴波.西南交通大学 2003
硕士论文
[1]合肥地铁盾构法施工引起地表沉降的分析与数值模拟[D]. 代朋飞.安徽建筑大学 2016
[2]地铁盾构隧道施工对轻轨轨道沉降的影响[D]. 于太乐.辽宁工程技术大学 2013
本文编号：3236865
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