盾构施工对地表沉降的影响研究

发布时间：2017-06-09 11:05

  本文关键词：盾构施工对地表沉降的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地铁隧道的盾构施工过程中由于盾构下穿土层的多样性,实际现场操作不确定性,在实际工程中不可避免的会对土层产生扰动,从而造成隧道上方地表沉降,当地表沉降变形过大时将会影响周边建筑和地下设施的正常使用。因此研究盾构施工对地表沉降的影响规律对提前预测地表变形及时采取措施规避具有重要意义。本文在阅读相关文献和资料的基础上,对盾构施工对地表沉降的变形规律进行了研究,通过对盾构施工过程中地表沉降机理和影响地表沉降的因素研究,总结地表沉降的变形发展规律。并通过ABAQUS软件模拟盾构法下穿隧道的掘进过程,研究不同隧道埋深,不同的盾构推进压力,不同的注浆厚度等变量因素对盾构开挖过程地表沉降的影响规律。然后,以合肥地铁一号线葛大店站至望湖城站区间盾构下穿隧道施工为实际工程背景;根据实际工程地质条件,合理选择参数进行建模,计算分析不同阶段的盾构掘进造成的地表沉降变形,并将模型得出的计算结果与实际监测结果进行对比分析。得出如下结论:(1)根据工程背景,运用ABAQUS软件模拟的盾构法下穿隧道的掘进过程得出的计算结果与工程实际监测结果比较,变形规律大致吻合,模型较为可靠。(2)通过计算分析可以发现,隧道的埋深越大,它的地表沉降值越小,但其横向沉降范围则由于延伸特点,则会随着埋深增大,其影响范围变大。(3)盾构隧道对开挖面的的推进压力对地表沉降影响较大,合理的控制推进压力保证它与土压力的值控制在一定范围,可以有效的减少土体的扰动,从而避免地表的过大变形。(4)盾构隧道的注浆厚度对地表沉降的控制较为明显,注浆厚度越大,地层损失越少,地表沉降量越小。
【关键词】：隧道 盾构法施工 数值分析 地表沉降
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43;P642.26
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstact6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 选题背景和研究意义10-11
• 1.2 国内外地表沉降的研究现状综述11-19
• 1.2.1 经验公式法13-15
• 1.2.2 解析法15-16
• 1.2.3 理论分析法16-17
• 1.2.4 数值法17-18
• 1.2.5 模型试验法18-19
• 1.3 本文主要研究内容19-20
• 第二章 盾构法施工产生地表沉降机理20-33
• 2.1 盾构法施工的基本原理20
• 2.2 盾构法施工对土层的扰动机理20-29
• 2.2.1 对水和泥浆的扰动20-21
• 2.2.2 对土体应力状态的影响21-23
• 2.2.3 对土体应变状态的影响23-29
• 2.3 地层沉降变化特征29-33
• 2.3.1 地层沉降的时间变化效应30-31
• 2.3.2 地层沉降的空间变化效应31-33
• 第三章 盾构法施工地表变形数值模拟33-54
• 3.1 盾构法施工三维数值模拟33-42
• 3.1.1 ABAQUS软件的概述33-34
• 3.1.2 盾构施工过程的模拟34-36
• 3.1.3 盾构开挖的本构模型36-39
• 3.1.4 结构单元的模拟39-41
• 3.1.5 初始条件与边界条件41
• 3.1.6 模型各种土体参数41-42
• 3.2 模型建立42-43
• 3.3 有限元计算结果分析43-54
• 3.3.1 隧道盾构开挖不同埋深掘进对地表沉降的影响43-45
• 3.3.2 隧道盾构开挖不同掘进压力掘进对地表沉降的影响45-47
• 3.3.3 隧道盾构开挖不同注浆方式对地表沉降的影响47-54
• 第四章 工程实际案例分析54-66
• 4.1 工程概况54-56
• 4.1.1 工程选段概况54
• 4.1.2 现场工程地质条件54-55
• 4.1.3 场地水文地质条件55-56
• 4.1.4 岩土工程评价和分析56
• 4.2 案例模型建立与计算结果分析56-61
• 4.3 现场实际监测数据整理和分析61-64
• 4.4 模型计算结果与实际结果的比较分析64-66
• 第五章 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 读研期间主要科研成果73

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本文编号：435211