异型联络通道冻结法施工冻结壁及结构力学特性研究

发布时间：2020-12-11 05:29

　　目前国内外地铁联络通道均横直通道形式,采用冻结法施工技术相对成熟。若区间隧道高差较大时,联络通道不能直接设置横向直通道,而需要上下疏散平台与斜向通道以降低通道坡度。这种异型联络通道结构体系复杂,无论施工中位移场的分布以及结构受力稳定性均与常规联络通道有很大差别。本文依托武汉市轨道交通7号线香港路站~三阳路站区间异型联络通道冻结法施工工程,研究异型联络通道施工过程中隧道、联络通道、冻结壁的受力变形规律。首先,采用数值模拟分析方法分别进行典型参数计算、单因素试验以及正交试验。在典型参数计算中获得隧道、联络通道以及冻结壁随联络通道开挖步序的位移场和应力场变化规律;在单因素试验中研究冻结壁厚度、冻结壁平均温度、开挖步距、联络通道埋深、斜通道角度对隧道位移场、联络通道位移场和力场的影响;在正交试验中得到各因素对联络通道受力变形的影响性大小。其次,开展物理模拟试验研究。基于相似理论对工程原型进行模化设计并进行异型联络通道冻结法施工模型试验,获得位移场和力场实验数据并进行试验数据分析。最后,通过对比分析数值模拟方法与物理模拟方法的结果,验证两种方法的可靠性和工程适用性。本文研究成果对今后异型联络通道... 

【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

研究技术路线

（a）整体几何模型 （b）联络通道模型图 2-1 几何模型Figure 2-1 Geometric Model2.3.4 网格划分本研究先展开温度场计算，然后再进行力场和位移场的计算。在温度场数值分析中，，选用三维二十节点的 SOLID90 实体单元，其特点是拥有协调的温度形函数，能较好的模拟曲边。在进行热力耦合数值分析时采用三维二十节点 SOLID186 实体单元，其特点是能够保证精度的情况下进行曲边模拟和不规则形状模拟，能够保证本计算模型中不规则的联络通道模型的计算精度。在模型网格划分时，综合考虑现有计算机运算能力和计算精度问题，在靠近联络通道及冻结壁附近加密网格，在远离冻结壁的土体处适当降低网格密度并采用映射划分。整体模型累计划分单元 352604 个。网格划分如图 2-2 所示

（a）整体几何模型 （b）联络通道模型图 2-1 几何模型Figure 2-1 Geometric Model2.3.4 网格划分本研究先展开温度场计算，然后再进行力场和位移场的计算。在温度场数值分析中，，选用三维二十节点的 SOLID90 实体单元，其特点是拥有协调的温度形函数，能较好的模拟曲边。在进行热力耦合数值分析时采用三维二十节点 SOLID186 实体单元，其特点是能够保证精度的情况下进行曲边模拟和不规则形状模拟，能够保证本计算模型中不规则的联络通道模型的计算精度。在模型网格划分时，综合考虑现有计算机运算能力和计算精度问题，在靠近联络通道及冻结壁附近加密网格，在远离冻结壁的土体处适当降低网格密度并采用映射划分。整体模型累计划分单元 352604 个。网格划分如图 2-2 所示

【参考文献】：
期刊论文
[1]隧道开挖围岩土压力拱效应分析[J]. 路德春,曹胜涛,张波,杜修力,刘晓峰.  地下空间与工程学报. 2015(06)
[2]考虑温度梯度变化的地铁联络通道冻结法施工三维数值模拟[J]. 王彦洋,唐华瑞,李顺群,杜红普.  现代隧道技术. 2015(06)
[3]管幕冻结法积极冻结方案模型试验研究[J]. 胡向东,任辉,陈锦,程勇,张军.  现代隧道技术. 2014(05)
[4]基于光纤传感技术的地铁隧道冻结法施工监测[J]. 叶肖伟,丁朋,周诚,李勇军,倪一清,董小鹏.  浙江大学学报(工学版). 2013(06)
[5]人工冻结法在地铁建设中的应用与发展[J]. 张婷,杨平.  森林工程. 2012(06)
[6]高水压条件下盾构隧道联络通道及集水井施工力学行为研究[J]. 王士民,何川,高云龙.  铁道学报. 2012(07)
[7]地铁联络通道冻结法施工三维数值模拟分析[J]. 王晖,李大勇,李健,曹立雪.  地下空间与工程学报. 2011(S2)
[8]冻结法施工旁通道的冻土压力现场监测方法[J]. 林萍,叶冠林,陈楠,王建华,桥本正.  岩土力学. 2011(08)
[9]冻结加固技术在长地铁联络通道施工中的应用[J]. 赵红光,张映根.  隧道建设. 2010(03)
[10]隧道水平冻结施工过程的数值模拟[J]. 耿萍,晏启祥,何川,汪波.  工程力学. 2010(05)

博士论文
[1]浅埋隧道开挖与既有建筑基础荷载相互影响的模型试验和理论计算研究[D]. 安建永.北京交通大学 2015
[2]浅埋偏压隧道围岩压力与开挖进尺优化的极限分析方法[D]. 王立川.中南大学 2011

硕士论文
[1]富水卵砾石地层地铁联络通道人工冻结法施工模型试验研究[D]. 姬文轩.西安科技大学 2017
[2]锥形冻结下隧道衬砌结构受力变形规律研究[D]. 郝玉玉.中国矿业大学 2017
[3]冻结法施工过程的有限元数值模拟[D]. 朱彦涛.中原工学院 2017
[4]长距离联络通道分期冻结隧道衬砌结构受力变形规律研究[D]. 徐彦卿.中国矿业大学 2015
[5]越江隧道联络通道冻结施工中衬砌结构受力与变形规律研究[D]. 官强.中国矿业大学 2014
[6]隧道联络通道开挖对地表沉降和隧道位移的影响研究[D]. 杨勇勇.浙江大学 2013
[7]装配式钢筋混凝土管型通道现场试验及数值模拟研究[D]. 颜丹青.合肥工业大学 2009
[8]隧道联络通道施工力学行为研究[D]. 吕虎.同济大学 2006



本文编号：2909980