小直径盾构施工中管片纵向应力研究

发布时间：2020-05-27 08:42

【摘要】：随着中国经济的快速发展,小直径盾构的应用越来越广泛。本文以北京大型污水处理场输水盾构隧道为工程背景,通过理论分析、现场监测分析及FLAC3D数值模拟分析三种方法,对小直径盾构隧道施工中管片纵向应力变化规律及影响因素进行了深入研究,研究内容和结论如下:(1)以接触面库伦滑移本构模型为基础,分析了小直径盾构单次加卸载及循环加卸载时管片纵向应力的变化规律及影响因素。(2)对槐房再生水厂盾构隧道施工中管片纵向应力进行了现场监测,分析得出以下几点结论:(1)管片纵向应力经历了四个阶段的变化过程:周期性剧烈波动阶段→动态稳定阶段→逐渐衰减阶段→趋于稳定阶段。在盾构机通过监测断面108环后,监测断面管片的纵向应力趋近于0.2MPa~0.3MPa并逐渐达到稳定。(2)在盾构掘进期间,随着监测断面远离盾构机,管片纵向应力呈现出逐渐减小的趋势,而在盾构管片拼装期间,随着监测断面远离盾尾,管片纵向压应力经历了先增加后减小的变化过程。(3)监测断面纵向应力波动值由最初的1.6MPa逐渐衰减,直至盾构机通过此监测断面50环左右时,小于了此位置管片拼装期间纵向应力值的5%(应力计精度误差为5%)。(3)利用FLAC3D软件对小直径盾构单次加卸载及循环加卸载时管片纵向应力的变化规律及影响因素进行了数值模拟研究,得出以下几点结论:(1)随着隧道埋深的增加,管片动态稳定阶段及最后稳定阶段的纵向压应力值呈现不断减小的趋势。同时,盾构千斤顶的影响范围也呈现逐渐减小的趋势。(2)随着隧道凝固段注浆体粗糙度的增加,管片动态稳定阶段及最后稳定阶段的纵向压应力值呈现不断减小的趋势。同时,盾构千斤顶的影响范围也呈现逐渐减小的趋势。(3)随着隧道凝固段注浆体弹性模量的增加,管片动态稳定阶段及最后稳定阶段的纵向压应力值呈现不断增加的趋势。但是,盾构千斤顶的影响范围呈现逐渐减小的趋势。(4)随着隧道注浆体凝固时间的增加,管片动态稳定阶段及最后稳定阶段的纵向压应力值呈现不断增加的趋势。同时,盾构千斤顶的影响范围也呈现逐渐增加的趋势。(5)随着盾构千斤顶的卸载时压力的增加,管片动态稳定阶段及最后稳定阶段的纵向压应力值呈现不断增加的趋势。但是,盾构千斤顶的影响范围呈现逐渐减小的趋势。
【图文】：

小直径盾构机

小直径盾构机始发
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U455.43

【参考文献】

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本文编号：2683269