富水地层盾构隧道开挖面稳定性研究
发布时间：2021-09-04 04:28
富水地层盾构隧道开挖面稳定性是施工安全控制的重点和难点。围绕这一核心问题,考虑地下水的渗流时间效应,采用理论分析与数值模拟相结合的方法展开系统研究。针对地层渗透性差、盾构推进速度较快的不排水效应,提出不排水条件下盾构隧道开挖面主动破坏的失稳模式,采用极限分析上限法对极限支护力的计算方法进行研究,并通过数值模拟对极限支护力的解析解进行对比分析;针对地层渗透性好、盾构推进速度较慢的排水效应,采用数值模拟方法给出开挖面受到的总渗透力的拟合公式,提出排水条件下盾构隧道开挖面主动破坏时总极限支护力的分析方法,并与数值模拟得到的总极限支护力解析解进行对比分析;基于数值模拟,分析地下水渗流时间以及地层渗透系数对孔隙水压力的影响,给出不排水条件与排水条件的判定思路;最后,结合工程实例,将本文研究成果应用到实际工程富水盾构隧道开挖面稳定性的分析中。主要研究内容有:（1）针对不排水条件下盾构隧道开挖面稳定性问题,提出适用于均质土的由多个刚性截椭圆柱体组成的主动失稳模式和适用于成层土的由五个刚性截椭圆柱体以及均布荷载组成的主动失稳模式;基于极限分析上限法,分别推导两种失稳模式对应的极限支护力计算公式,并通过...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 地下水渗流时间效应
1.3 隧道开挖面稳定性研究现状
1.3.1 理论分析
1.3.2 数值模拟
1.3.3 模型试验
1.3.4 现场监测
1.4 当前研究中存在的问题
1.5 论文研究内容与方法
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
1.5.3 技术路线
第2章 盾构隧道开挖面稳定性的不排水效应分析
2.1 均质土不排水条件下盾构隧道开挖面稳定性分析方法
2.1.1 开挖面极限支护力的理论分析方法
2.1.2 基于影响因素分析的极限支护力拟合公式
2.1.3 开挖面极限支护力的数值模拟
2.1.4 计算结果对比分析
2.2 成层土不排水条件下盾构隧道开挖面稳定性分析方法
2.2.1 开挖面极限支护力的理论分析方法
2.2.2 基于影响因素分析的极限支护力拟合公式
2.2.3 开挖面极限支护力的数值模拟
2.2.4 计算结果对比分析
2.3 本章小结
第3章 盾构隧道开挖面稳定性的排水效应分析
3.1 排水条件下隧道开挖面稳定性的现有理论分析方法
3.1.1 现有理论分析方法
3.1.2 存在的不足
3.2 排水条件下盾构隧道开挖面稳定性分析方法概述
3.2.1 分析方法概述
3.2.2 有效支护力的计算
3.2.3 总渗透力的分析方法
3.3 基于数值模拟的总渗透力计算拟合公式
3.3.1 总渗透力比影响因素分析
3.3.2 开挖面水压力为零时的总渗透力比曲线拟合
3.3.3 开挖面水压力为0.25P0时的总渗透力比曲线拟合
3.3.4 开挖面水压力为0.5P0时的总渗透力比曲线拟合
3.3.5 开挖面水压力为0.75P0时的总渗透力比曲线拟合
3.4 排水条件下开挖面总极限支护力的分析方法
3.4.1 开挖面水压力为零
3.4.2开挖面水压力为0.25P0
3.4.3开挖面水压力为0.5P0
3.4.4开挖面水压力为0.75P0
3.4.5开挖面水压力为P0
3.5 排水条件下开挖面总极限支护力解析解的对比分析
3.5.1 开挖面水压力为零
3.5.2开挖面水压力为0.25P0
3.5.3开挖面水压力为0.5P0
3.5.4开挖面水压力为0.75P0
3.5.5开挖面水压力为P0
3.6 开挖面水压力对总极限支护力的影响
3.7 本章小结
第4章 排水条件判定与开挖面极限支护力计算的工程应用
4.1 不排水效应与排水效应的判定
4.1.1 地下水渗流时间对地层孔隙水压力的影响
4.1.2 地层渗透系数对孔隙水压力的影响
4.1.3 不排水与排水条件的判定
4.2 工程应用
4.2.1 不排水效应
4.2.2 排水效应
4.3 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式的上限分析[J]. 冯利坡,郑永来,邓树新,李文峋. 岩土力学. 2015(07)
[2]黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析[J]. 宋春霞,黄茂松,周维祥. 岩土工程学报. 2015(04)
[3]基于开挖面实际破坏模式的盾构隧道稳定性分析模型[J]. 胡欣雨,张子新. 上海交通大学学报. 2013(09)
[4]渗流条件下三维盾构隧道开挖面极限支护压力[J]. 吕玺琳,李冯缔,黄茂松,焦齐柱,胡雯婷. 岩土工程学报. 2013(S1)
[5]考虑渗流影响的盾构隧道开挖面稳定上限分析[J]. 王浩然,黄茂松,吕玺琳,周维祥. 岩土工程学报. 2013(09)
[6]砂土地层盾构隧道开挖面被动破坏极限支护力研究[J]. 陈仁朋,齐立志,汤旅军,周保生. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
[7]饱和沙土中土压盾构开挖面极限支护力[J]. 刘维,张翔杰,唐晓武,朱季,陈仁朋. 浙江大学学报(工学版). 2012(04)
[8]管棚预支护条件下水下隧道开挖面三维稳定性分析[J]. 王海涛,贾金青,白海峰. 中国安全科学学报. 2012(01)
[9]非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析[J]. 宋春霞,黄茂松,吕玺琳. 岩土力学. 2011(09)
[10]考虑渗流的多层土盾构隧道开挖面稳定性分析[J]. 乔金丽,张义同,高健. 岩土力学. 2010(05)
博士论文
[1]饱和成层土中盾构掘进面稳定理论性研究[D]. 刘维.浙江大学 2013
[2]隧道围岩塌落机理与锚杆支护结构的上限分析研究[D]. 黄阜.中南大学 2012
[3]软弱围岩大断面隧道开挖面稳定性及控制研究[D]. 李斌.西南交通大学 2012
[4]海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D]. 李鹏飞.北京交通大学 2011
[5]隧道管棚预支护体系的力学机理与开挖面稳定性研究[D]. 王海涛.大连理工大学 2009
[6]盾构隧道开挖面的稳定性分析[D]. 乔金丽.天津大学 2009
[7]盾构施工开挖面变形与破坏机理研究[D]. 秦建设.河海大学 2005
硕士论文
[1]砂土隧道开挖面稳定性分析模型试验研究[D]. 陈博.中国地质大学（北京） 2014
[2]浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究[D]. 曹成勇.中南大学 2014
[3]双圆盾构隧道开挖面破坏机理研究[D]. 涂晓明.中国地质大学（北京） 2013
[4]大丽高速双龙富水隧道稳定性分析及防排水措施研究[D]. 杨卓.昆明理工大学 2013
[5]砂层地基盾构隧道开挖面被动破坏支护力研究[D]. 齐立志.浙江大学 2012
[6]城市隧道盾构法施工开挖面稳定性研究[D]. 裴洪军.河海大学 2005
本文编号：3382560
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：120 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 地下水渗流时间效应
1.3 隧道开挖面稳定性研究现状
1.3.1 理论分析
1.3.2 数值模拟
1.3.3 模型试验
1.3.4 现场监测
1.4 当前研究中存在的问题
1.5 论文研究内容与方法
1.5.1 研究内容
1.5.2 研究方法
1.5.3 技术路线
第2章 盾构隧道开挖面稳定性的不排水效应分析
2.1 均质土不排水条件下盾构隧道开挖面稳定性分析方法
2.1.1 开挖面极限支护力的理论分析方法
2.1.2 基于影响因素分析的极限支护力拟合公式
2.1.3 开挖面极限支护力的数值模拟
2.1.4 计算结果对比分析
2.2 成层土不排水条件下盾构隧道开挖面稳定性分析方法
2.2.1 开挖面极限支护力的理论分析方法
2.2.2 基于影响因素分析的极限支护力拟合公式
2.2.3 开挖面极限支护力的数值模拟
2.2.4 计算结果对比分析
2.3 本章小结
第3章 盾构隧道开挖面稳定性的排水效应分析
3.1 排水条件下隧道开挖面稳定性的现有理论分析方法
3.1.1 现有理论分析方法
3.1.2 存在的不足
3.2 排水条件下盾构隧道开挖面稳定性分析方法概述
3.2.1 分析方法概述
3.2.2 有效支护力的计算
3.2.3 总渗透力的分析方法
3.3 基于数值模拟的总渗透力计算拟合公式
3.3.1 总渗透力比影响因素分析
3.3.2 开挖面水压力为零时的总渗透力比曲线拟合
3.3.3 开挖面水压力为0.25P0时的总渗透力比曲线拟合
3.3.4 开挖面水压力为0.5P0时的总渗透力比曲线拟合
3.3.5 开挖面水压力为0.75P0时的总渗透力比曲线拟合
3.4 排水条件下开挖面总极限支护力的分析方法
3.4.1 开挖面水压力为零
3.4.2开挖面水压力为0.25P0
3.4.3开挖面水压力为0.5P0
3.4.4开挖面水压力为0.75P0
3.4.5开挖面水压力为P0
3.5 排水条件下开挖面总极限支护力解析解的对比分析
3.5.1 开挖面水压力为零
3.5.2开挖面水压力为0.25P0
3.5.3开挖面水压力为0.5P0
3.5.4开挖面水压力为0.75P0
3.5.5开挖面水压力为P0
3.6 开挖面水压力对总极限支护力的影响
3.7 本章小结
第4章 排水条件判定与开挖面极限支护力计算的工程应用
4.1 不排水效应与排水效应的判定
4.1.1 地下水渗流时间对地层孔隙水压力的影响
4.1.2 地层渗透系数对孔隙水压力的影响
4.1.3 不排水与排水条件的判定
4.2 工程应用
4.2.1 不排水效应
4.2.2 排水效应
4.3 本章小结
结论
展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的学术成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]深埋盾构隧道开挖面三维对数螺旋破坏模式的上限分析[J]. 冯利坡,郑永来,邓树新,李文峋. 岩土力学. 2015(07)
[2]黏土地层隧道开挖面三维稳定性上限分析[J]. 宋春霞,黄茂松,周维祥. 岩土工程学报. 2015(04)
[3]基于开挖面实际破坏模式的盾构隧道稳定性分析模型[J]. 胡欣雨,张子新. 上海交通大学学报. 2013(09)
[4]渗流条件下三维盾构隧道开挖面极限支护压力[J]. 吕玺琳,李冯缔,黄茂松,焦齐柱,胡雯婷. 岩土工程学报. 2013(S1)
[5]考虑渗流影响的盾构隧道开挖面稳定上限分析[J]. 王浩然,黄茂松,吕玺琳,周维祥. 岩土工程学报. 2013(09)
[6]砂土地层盾构隧道开挖面被动破坏极限支护力研究[J]. 陈仁朋,齐立志,汤旅军,周保生. 岩石力学与工程学报. 2013(S1)
[7]饱和沙土中土压盾构开挖面极限支护力[J]. 刘维,张翔杰,唐晓武,朱季,陈仁朋. 浙江大学学报(工学版). 2012(04)
[8]管棚预支护条件下水下隧道开挖面三维稳定性分析[J]. 王海涛,贾金青,白海峰. 中国安全科学学报. 2012(01)
[9]非均质地基中平面应变隧道开挖面稳定上限分析[J]. 宋春霞,黄茂松,吕玺琳. 岩土力学. 2011(09)
[10]考虑渗流的多层土盾构隧道开挖面稳定性分析[J]. 乔金丽,张义同,高健. 岩土力学. 2010(05)
博士论文
[1]饱和成层土中盾构掘进面稳定理论性研究[D]. 刘维.浙江大学 2013
[2]隧道围岩塌落机理与锚杆支护结构的上限分析研究[D]. 黄阜.中南大学 2012
[3]软弱围岩大断面隧道开挖面稳定性及控制研究[D]. 李斌.西南交通大学 2012
[4]海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D]. 李鹏飞.北京交通大学 2011
[5]隧道管棚预支护体系的力学机理与开挖面稳定性研究[D]. 王海涛.大连理工大学 2009
[6]盾构隧道开挖面的稳定性分析[D]. 乔金丽.天津大学 2009
[7]盾构施工开挖面变形与破坏机理研究[D]. 秦建设.河海大学 2005
硕士论文
[1]砂土隧道开挖面稳定性分析模型试验研究[D]. 陈博.中国地质大学（北京） 2014
[2]浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究[D]. 曹成勇.中南大学 2014
[3]双圆盾构隧道开挖面破坏机理研究[D]. 涂晓明.中国地质大学（北京） 2013
[4]大丽高速双龙富水隧道稳定性分析及防排水措施研究[D]. 杨卓.昆明理工大学 2013
[5]砂层地基盾构隧道开挖面被动破坏支护力研究[D]. 齐立志.浙江大学 2012
[6]城市隧道盾构法施工开挖面稳定性研究[D]. 裴洪军.河海大学 2005
本文编号：3382560
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3382560.html
