邻近基坑开挖对地铁盾构隧道的影响研究

发布时间：2017-04-02 16:07

  本文关键词：邻近基坑开挖对地铁盾构隧道的影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济社会及城市现代化的快速发展,地上空间已经不能满足人们的出行需要。地铁的出现很大程度上解决了人们遇到的这一难题。但随着地铁的建设,地面工程在建设过程中也会遇到一些难题,比如,地铁隧道附近的土体开挖工程。土体开挖引起周围土体的应力和变形发生变化,这必将导致地铁盾构隧道衬砌的应力和变形发生变化。本文对这一问题进行研究,首先利用三轴仪对郑州地区分区进行三轴剪切试验。然后根据三轴试验结果获得本构模型参数,利用ABAQUS有限元软件,根据各影响因素,建立二维和三维有限元模型,对邻近基坑开挖对盾构隧道的影响进行研究。采用理论简化计算方法进行计算,并与模拟计算结果进行对比。本文的主要研究内容有:(1)利用全自动三轴仪对郑州地区粉土进行三轴试验,研究土体的应力应变特性,计算摩尔-库伦本构模型和南水模型等本构模型参数。(2)利用“刚度折减法”,对地铁盾构管片进行简化。根据简化的管片,利用ABAQUS软件对基坑开挖引起的地铁盾构隧道进行模拟,考虑了隧道埋深、基坑开挖深度、隧道与基坑轴线的水平距离等的不同建立二维和三维模型,对隧道应力、隧道水平位移、隧道剪应力、基坑底部隆起等进行了分析。(3)利用“角点法”可以求出隧道轴线处的附加应力。然后利用Winkler弹性地基无限长梁模型计算得到隧道轴线处的隆起量。(4)利用“残余应力法”计算基坑底部的隆起。
【关键词】：等效刚度 基坑开挖 盾构隧道 残余应力法 南水模型
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U231.3;U455.43
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国内外研究现状8-13
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线13
• 参考文献13-17
• 2 土体本构模型参数计算17-35
• 2.1 摩尔-库伦模型17-18
• 2.2 “南水”模型18-21
• 2.3 三轴剪切试验21-28
• 2.4 试样、仪器及试验数据处理28-29
• 2.5 土体本构模型参数的计算29-33
• 2.6 本章小结33-34
• 参考文献34-35
• 3 邻近基坑开挖对地铁盾构隧道影响的数值模拟35-78
• 3.1 引言35
• 3.2 ABAQUS软件介绍35-38
• 3.3 邻近基坑开挖对盾构隧道的有限元模型38-50
• 3.4 三维数值模型分析50-55
• 3.5 二维数值模型分析55-75
• 3.6 二维与三维模拟结果对比75-76
• 3.7 本章小结76-77
• 参考文献77-78
• 4 邻近基坑开挖对地铁盾构隧道影响的理论计算78-90
• 4.1 隧道纵向位移计算78-80
• 4.2 残余应力法80-83
• 4.3 计算结果及与数值模拟结果对比83-87
• 4.4 本章小结87
• 参考文献87-90
• 5 结论与展望90-92
• 5.1 主要结论90-91
• 5.2 研究展望91-92
• 参考文献92-99
• 致谢99-100
• 个人简历100

【参考文献】

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本文编号：282753