在盾构隧道施工效应研究中等代层法与位移收敛法的比较分析

发布时间：2020-11-17 09:22

　　 盾构隧道施工会不可避免地引起地层的扰动与损失,引起地层变形和地面沉降。当地层变形超过一定程度时,将会引起一系列的岩土环境问题,因此盾构施工效应的研究具有重大的意义。数值方法因对具体问题的适应性,具有可考虑几何非线性和材料非线性等能力而被广泛运用。本文主要以数值模拟方法中两种较为简便实用的方法:等代层法与位移收敛法进行重点研究,比较分析这两种方法的异同。本文的主要工作如下:(1)介绍了盾构开挖对隧道周围土层扰动的现有理论研究和本文数值模拟采用的两种简单实用的模拟方法:等代层法与位移收敛法。接着,介绍了本文运用的新模型。然后,分析了平面应变隧道开挖问题,运用等代层法与位移收敛法进行模拟。这两种方法都通过摩尔库伦模型、修正剑桥模型以及本文介绍的新模型进行计算,并与经验Peck曲线进行比较,比较两种方法的特点。同时进行了本文新模型参数对盾构施工效应影响的敏感性分析。(2)以苏州地铁3号线下穿1号线工程为背景,建立三维隧道开挖模型,分析比较等代层法与位移收敛法在摩尔库伦模型以及新模型下对既有隧道的影响,对盾构施工效应进行预测。(3)以广州地铁7号线下穿3号线工程为背景,建立三维隧道开挖模型,运用摩尔库伦模型,比较数值模拟和实测结果的异同,分析比较等代层法与位移收敛法在三维开挖模拟中的表现。研究表明:等代层法与位移收敛法的模拟结果在较大程度上能宏观地反映盾构隧道的施工效应。等代层法较为灵活,可以人为调节等代层参数来模拟一定地层损失率下的地表沉降,在模拟最大沉降量上有较为良好的表现;位移收敛法直接以地层损失率作为参数建模,物理意义更加明确,建模过程更加直接,其沉降曲线形状与实测数据更为接近。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U455.4
【部分图文】：

图 1-1 法控制应力释放的示意图法是通过给予开挖土体周围的土体或者衬砌一定规律的位移的地层损失，收敛的模式包括均匀收敛以及非均匀收敛，均合实际施工情况，非均匀收敛更为符合实际，能够较为准确

空腔膨胀理论示意图

图1-5：双线隧道开挖非均匀收敛效应的计算模型
【参考文献】

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本文编号：2887334