苏州地铁4号线盾构施工引起地面沉降变形研究

发布时间：2017-08-18 21:20

  本文关键词：苏州地铁4号线盾构施工引起地面沉降变形研究

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【摘要】：地铁盾构施工给城市建设带来了巨大的便利,但同时也会扰动隧道周围土体,进而引起地面变形,甚至危及地面建筑物的安全。因此,对地铁盾构施工引起地面沉降变形规律的研究以及推导沉降预测公式是十分有必要的。本文通过施工现场地面沉降点监测数据取样分析、Peck公式推导分析和FLAC 3D数值模拟分析相结合的方法,对苏州地铁四号线阳澄湖路站~金民西路站区间隧道盾构引起的地面沉降进行了研究,分析了盾构施工引起沉降的主要原因,根据沉降值实测数据总结规律、得出适用于苏州地域相似地层的地铁隧道盾构施工引起地面沉降的Peck预测公式,并利用数值模拟软件对沉降规律进行拟合分析。主要研究内容及成果如下:(1)介绍了工程总体情况,研究区域的基本地质情况以及地面沉降监测方案并分析沉降值实测数据。研究发现苏州地铁隧道盾构施工引起的监测面地面沉降横向分布近似为正态分布,对实测数据进行回归分析并且拟合出的地面实测沉降曲线效果较好,说明利用Peck公式对地面沉降进行预测是可行的。(2)针对典型地质条件下地铁施工引起的横向地面沉降实测数据,采用线性回归分析法对实测数据进行曲线拟合,并得到横向地面沉降的一般规律。同时根据勘查、设计资料,采用Peck公式对地铁施工引起的地面沉降进行预测。(3)通过对大量实测数据的统计分析,引入两个修正参数对原有Peck公式进行修正,得到Peck公式的修正参数建议取值范围:地面最大沉降maxS的修正参数?取值介于0.3~1.3之间,沉降槽宽度系数i的修正参数?取值介于0.7~1.4之间。修正后的Peck公式应用于苏州地铁四号线的另一个施工区间,证明具有较高的实际应用价值。(4)利用FLAC 3D有限差分软件建立三维模型,计算分析由于隧道盾构开挖而引起的地面沉降发展规律。选取三维模型中盾构推进至8m,16m,24m,32m,40m和48m时的6个断面,通过盾构隧道周围土体纵向位移云图、竖向应力分布云图以及塑性区分布云图三方面分析盾构施工过程中对地层扰动产生沉降的影响。(5)根据数值模拟过程中监测断面点的横向沉降值以及纵向沉降值,绘制相应沉降变化曲线。数值模拟的结果和实际测量的结果基本上吻合,说明采用数值模拟的方法能够较准确的预测沉降的影响,对实际工程有参考价值。(6)在分析地面沉降规律的基础上,针对苏州地区典型地质条件和施工情况,提出了对于盾构法施工情况下,控制隧道施工引起地面沉降时应考虑的相应具体措施。
【关键词】：地铁盾构 地面沉降 工程实测 Peck公式预测 数值模拟 控制措施
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U231.3;U455.43;P642.26
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-19
• 变量注释表19-21
• 1 绪论21-38
• 1.1 研究背景及意义21-22
• 1.2 国内外研究现状22-34
• 1.3 研究思路与主要研究内容34-37
• 1.4 论文工作量37-38
• 2 工程地质条件及工程概况38-52
• 2.1 苏州地铁阳-金区间盾构工程地质条件及工程简介38-45
• 2.2 盾构施工沉降监测方案45-46
• 2.3 地面沉降监测结果46-51
• 2.4 本章小结51-52
• 3 盾构施工地面沉降规律及Peck预测公式修正52-93
• 3.1 盾构法简介52-53
• 3.2 地面沉降原因及影响因素分析53-56
• 3.3 地面沉降理论公式分析56-60
• 3.4 PECK公式分析横向地面沉降可行性研究60-64
• 3.5 阳-金区间横向地面沉降实测数据分析64-85
• 3.6 典型地质条件对PECK预测公式的修正85-91
• 3.7 本章小结91-93
• 4 苏州地铁盾构施工数值模拟分析93-109
• 4.1 FLAC 3D简介93-96
• 4.2 模型的建立96
• 4.3 数值模拟结果及分析96-106
• 4.4 数值模拟与实际监测数据对比及讨论106-107
• 4.5 本章小结107-109
• 5 盾构施工引起地面沉降控制措施109-114
• 5.1 施工中地面沉降控制109-111
• 5.2 不同地质因素下地面沉降控制111-112
• 5.3 研究区间特殊点沉降控制措施112-113
• 5.4 本章小结113-114
• 6 总结与展望114-117
• 6.1 总结114-115
• 6.2 展望115-117
• 参考文献117-123
• 作者简历123-125
• 学位论文数据集125

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本文编号：696836