盾构隧道开挖对地表及临近桩基的影响研究

发布时间：2019-08-12 14:00

【摘要】：近年来合肥经济发展迅速,为了解决城市化带来的交通问题,合肥市正在建设首条地铁项目。城市地铁隧道开挖不可避免地会对周围土体造成扰动,进而对邻近的建筑物或构造物的基础产生影响。为了防止出现过大的地表沉降影响地面及周围建筑物基础的安全,研究城市隧道开挖引起的地表移动与变形及对邻近建筑物桩基的影响,并制定切实可行的防控措施,有重大实践意义,对于指导合肥市轨道交通二号线等后续工程和国内相关地区的盾构法隧道施工显得尤为重要。本文以合肥地铁1号线太湖路站-南一环站区间隧道盾构工程为背景,采用现场监测和数值模拟相结合的手段对盾构开挖引起的地表沉降与对临近桩基的影响进行了研究。本文主要从以下几个方面进行研究： (1)阐述了隧道开挖问题的有限元基本理论及地表沉降机理； (2)利用有限元软件ABAQUS建立隧道开挖的平面模型,以合肥地区特有土质为例,分别考虑隧道埋深、隧道开挖外径、衬砌厚度、衬砌弹性模量及双线施工等因素的不同对地面沉降的影响； (3)利用大型通用有限元软件ABAQUS建立二维弹塑性有限元模型,综合考虑土体分层、材料的非线性、衬砌-围岩的接触、桩-土之间的接触作用,采用生死单元法对盾构隧道开挖进行了模拟。探讨了盾构隧道开挖过程中邻近桩基工作性能的变化规律； (4)在上一步模型的基础上,通过改变桩基的桩长、桩距、桩径、桩顶荷载,采用双桩基础,双线隧道开挖影响等,探究桩基参数改变对其工作性能的影响规律； (5)将现场监测数据与数值模拟结果对比,验证数值模拟预测地表沉降的可行性；结合实际施工参数,提出控制盾构隧道施工地表沉降及桩基变形的有效措施,得到了有益的结论。
【图文】：

示意图,盾构法施工,示意图,盾构

行开挖和衬硕作业，从而构筑成隧道的施工方法”。它是由稳定开挖面、盾构机挖掘和衬砌管片三大部分组成。盾构法施工的概貌如图2.1所示。在隧道的一端建造竖井或基坑，将盾构安装就位，盾构从竖井或基坑的墙壁开孔出发，在地层中沿着设计轴线，向另一竖井或基坑的孔壁推进。盾构推进中所受到的地层阻力，，通过盾构千斤顶传至盾构尾部已经拼装好的衬硕管片上。盾构机是这种施工方法中主要的施工机具。盾构法的主要施工程序[36]如下：1.建造盾构工作井;2.盾构掘进机安装就位；3.出洞口土体加固；4.初推段掘进施工；5.掘进机设备转换；6.盾构连续掘进施工；7.接收井洞口土体加固；8.盾构机向前推进，进入接收井，并拆卸运出地面。碴土储歐ffl料斗龙n吊车泥團处理设备5 ： \rt\r —》丨1 IH i jUHSIlhrir' 棚I::-=—I斤]竖井车站 _ 皮带运^ 盾构机图2.1盾构法施工示意图Fig.2.1 Construction schematic drawing of shield图2. 2-图2. 10是合肥市轨道交通1号线一期工程盾构施工现场的一些图片。8

修正剑桥模型,屈服轨迹,塑性体

图2.2修正剑桥模型的屈服轨迹Fig.2.12 Yield locus of modified Cambridge modelABAQUS建立修正剑桥模型时，Data数据列表需要设置的参数主要有：? Log Plas Bulk Mod (Logarithmic plastic bulk modulus)即塑性体积
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU753;U455.43

【参考文献】