隧道施工对上部既有建筑结构的影响及防治措施研究

发布时间：2017-06-07 14:17

  本文关键词：隧道施工对上部既有建筑结构的影响及防治措施研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在交通日益发展的今天,我国一些大中城市在修建地铁,有的地区在修建铁路、公路时也需要去开挖隧道,这样就形成了地铁隧道、铁路隧道、公路隧道等等。在城市中进行隧道施工,不可避免的会从建筑物下面穿过,这样会引起地表的沉降与变形,也会对上部及周围建筑物造成一定的影响。为了研究隧道开挖施工对上部既有建筑物的影响,本文采用了理论分析、数值模拟以及现场监测的研究方法,并且依托兰州华林坪隧道施工对二安住宅楼的影响这一工程实例,重点研究了隧道开挖施工时,建筑物的内力、变形,筏板基础的变形以及隧道上部的地表沉降等,并给出了隧道开挖对上部既有建筑物影响的防治措施。具体研究内容及取得的成果如下:1.利用有限元软件MIDAS/GTS建立隧道开挖和周围建筑物相互作用的模型,分析CRD法隧道开挖过程中,在筏板基础不同厚度的情况下,通过对比建筑物的内力、变形,筏板基础的变形以及隧道上部的地表沉降等,获得隧道开挖与其上部或周围建筑物的相互影响关系。得出上部建筑物的变形规律与隧道暗挖施工引起地表沉降的四个阶段的规律相吻合;由于隧道与建筑物的相对位置关系,导致筏板基础的左侧沉降大于右侧沉降,左侧梁的竖向位移要大于右侧梁;柱子的水平位移由底层向上层逐渐递增;地表的沉降符合Peck经典沉降曲线。2.分析现场监测数据(变形、裂缝),得出上部建筑物的变形沉降以及裂缝开展的变化规律,与数值模拟分析的规律相比较,验证数值模拟的合理性。通过现场实地监测后发现,现场实际监测的沉降趋势与数值模拟的分析结果的变化趋势基本吻合,但是现场监测的数据偏大,这要与现场的实际情况相结合分析;建筑物裂缝的开展相对于建筑物的沉降具有一定的滞后性。3.结合背景工程,总结出隧道开挖前后对上部建筑结构产生影响的解决方法,并且在背景工程中加以应用。在对背景工程采取合理的加固纠偏方法后,经过后期的观测,达到了预期效果。
【关键词】：隧道施工 结构变形 数值模拟 现场监测 防治措施
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U456.3;TU746
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 隧道施工引起的地表变形研究现状11-15
• 1.2.2 隧道开挖对上部建筑物损害的影响研究15-16
• 1.3 本文研究内容16
• 1.4 研究方法与技术路线16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 2 隧道施工对地表和建筑物的影响18-28
• 2.1 隧道开挖引起的地表变形18-23
• 2.1.1 隧道施工引起的地层沉降机理18-20
• 2.1.2 隧道开挖引起地表沉降的竖向变形20-21
• 2.1.3 隧道开挖引起地表沉降的水平变形21
• 2.1.4 隧道开挖引起地表沉降的纵向变形21-22
• 2.1.5 地层运动的影响因素22
• 2.1.6 CRD法隧道施工引起的地表变形22-23
• 2.2 隧道开挖对上部建筑物的影响23-24
• 2.2.1 隧道开挖引起上部建筑物的变形原因23-24
• 2.2.2 建筑物在抵抗变形方面的能力24
• 2.3 隧道开挖引起的建筑物损害形式24-27
• 2.3.1 隧道开挖引起的建筑物的破坏形式24-25
• 2.3.2 隧道开挖引起的地表变化对建筑物的损害25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 隧道施工对上部既有建筑物影响的数值模拟研究28-63
• 3.1 工程概况28-29
• 3.1.1 工程地质特征29
• 3.1.2 水文地质特征29
• 3.1.3 地质构造29
• 3.1.4 不良地质29
• 3.2 有限单元法与MIDAS/GTS软件介绍29-32
• 3.2.1 有限单元法简介29-31
• 3.2.2 MIDAS/GTS软件介绍31-32
• 3.2.3 基本假定32
• 3.3 几何模型和计算方案32-39
• 3.3.1 模型计算参数32-33
• 3.3.2 几何模型33-34
• 3.3.3 模型网格及边界条件34-36
• 3.3.4 模型施工阶段36-39
• 3.4 结果分析39-61
• 3.4.1 结构内力结果及分析39-46
• 3.4.2 隧道及上部建筑结构的变形分析46-53
• 3.4.3 筏板基础的变形分析53-57
• 3.4.4 地表沉降分析57-61
• 3.5 本章小结61-63
• 4 隧道开挖施工中地表建筑物的监测与分析63-70
• 4.1 监测的目的和内容63
• 4.1.1 监测的目的63
• 4.1.2 监测的内容63
• 4.2 隧道施工中建筑物沉降分布及演化规律分析63-66
• 4.2.1 沉降测点布置63-64
• 4.2.2 建筑物沉降数据64
• 4.2.3 建筑物沉降演化规律分析64-66
• 4.3 隧道施工中建筑物裂缝分布及演化规律分析66-68
• 4.3.1 裂缝观测点的布置66-67
• 4.3.2 建筑物裂缝观测结果67-68
• 4.3.3 裂缝演化规律分析68
• 4.4 实时监测与数值模拟对比分析68-69
• 4.5 本章小结69-70
• 5 隧道开挖对建筑物影响控制及防治措施70-79
• 5.1 引言70
• 5.2 隧道施工的影响范围70-71
• 5.3 隧道开挖前建筑物的主要加固措施71
• 5.4 上部建筑结构允许变形标准71-73
• 5.4.1 建筑物的地基变形允许值72-73
• 5.4.2 地面建筑结构的损坏程度及保护原则73
• 5.5 隧道施工后建筑物的纠倾与加固措施73-78
• 5.5.1 隧道施工后建筑物的纠倾措施73-77
• 5.5.2 隧道施工后建筑物的加固措施77-78
• 5.6 本章小结78-79
• 结论与展望79-81
• 结论79
• 展望79-81
• 致谢81-82
• 参考文献82-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 高盟;邢晨光;王渭明;;CRD法隧道开挖引起的地面沉降变形规律研究[J];山东科技大学学报(自然科学版);2013年04期

2 王丽;郑刚;;地铁隧道近距离穿越对上部框架结构的影响[J];大连交通大学学报;2012年05期

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4 张顶立;李鹏飞;侯艳娟;骆建军;;浅埋大断面软岩隧道施工影响下建筑物安全性控制的试验研究[J];岩石力学与工程学报;2009年01期

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本文编号：429318