带衬砌浅埋隧道开挖受非对称收敛变形影响的地层位移和衬砌应力分析

发布时间：2017-06-24 12:17

  本文关键词：带衬砌浅埋隧道开挖受非对称收敛变形影响的地层位移和衬砌应力分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：盾构隧道施工引起的环境土工效应分析一直是城市轨道交通安全控制的关键课题。由于目前该领域较少考虑隧道衬砌与土体相互作用带来的影响,尤其是较少针对衬砌应力进行分析,由此提出带衬砌浅埋隧道开挖受非对称收敛变形影响的地层变形计算方法;同时考虑地层与衬砌之间的非对称收敛协调变形模式,建立带衬砌隧道开挖的Airy应力函数解析解答。通过实例研究,得到带衬砌隧道非对称变形模式下的地层沉降和水平位移曲线,并与实测数据进行对比验证;通过参数分析,获取土体和衬砌的材料特性、隧道几何特性以及隧道埋深等主要参数对浅埋隧道开挖地层变形和衬砌应力的影响规律。结果表明:非对称收敛变形模式对地层位移的影响明显,在此条件下得到的沉降槽和水平位移曲线与实测值吻合较好,地表最大沉降值更接近于实际;隧道半径或土层硬度对土体沉降最大值有较大影响,减小半径和硬化土层对减少土体沉降量效果显著,而衬砌几何参数的改变对沉降量的影响不大;衬砌轴力和弯矩整体关于90°/270°轴即隧道竖轴线严格对称,其中轴力沿圆周呈倒"8"字分布,而弯矩随着k值的增大,沿圆周方向由"8"字形向"0"字形过渡,最大轴压力和最大负弯矩发生在拱腰位置,土体侧压力系数k的取值对衬砌轴力和弯矩的分布和大小影响明显。分析成果可为正确预估软土浅埋盾构开挖变形提供一定的理论依据。
【作者单位】： 上海理工大学环境与建筑学院;成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室;
【关键词】： 隧道工程 弹性分析 浅埋盾构 地层位移 非对称收敛变形 衬砌内力
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51008188) 上海市自然科学基金资助项目(15ZR1429400) 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室基金项目(SKLGP2015K015)~~
【分类号】：U455.43
【正文快照】： 1引言随着城市软土地区盾构法隧道在地下工程建设中应用越来越广泛,浅埋盾构开挖施工影响问题也得到了日益的关注。盾构施工过程中,由于盾尾间隙[1]的存在致使土体应力得到释放,而不及时的注浆回填势必会导致土体失去原始的应力平衡状态,向盾尾间隙移动,从而引起土体变形,并引

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 韩凯航;张成平;王梦恕;;浅埋隧道围岩应力及位移的显式解析解[J];岩土工程学报;2014年12期

2 林存刚;夏唐代;梁荣柱;吴世明;;盾构掘进地面沉降虚拟镜像算法[J];岩土工程学报;2014年08期

3 唐晓武;朱季;刘维;陈仁朋;;盾构施工过程中的土体变形研究[J];岩石力学与工程学报;2010年02期

4 童磊;谢康和;程永锋;卢萌盟;王坤;;考虑椭圆化地层变形影响的浅埋隧道弹性解[J];岩土力学;2009年02期

5 魏纲,徐日庆;软土隧道盾构法施工引起的纵向地面变形预测[J];岩土工程学报;2005年09期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王华宁;吴磊;;斜坡下考虑支护效应浅埋隧道力学响应的时效解答[J];岩土力学;2016年S2期

2 张治国;杨轩;赵其华;白乔木;;盾构隧道开挖引起地层位移计算理论的对比与修正[J];岩土工程学报;2016年S2期

3 邱明明;杨果林;姜安龙;申权;;地铁盾构施工地层变形预测及数值分析[J];深圳大学学报(理工版);2016年04期

4 白廷辉;刘树佳;廖少明;;软土地区盾构掘进速度对地层扰动现场试验研究[J];岩土力学;2016年07期

5 刘建国;;地铁黄土地层中盾构隧道地表沉降控制技术研究[J];公路工程;2016年03期

6 高军;刘亚克;;盾构隧道在施工中的沉降分析[J];建筑设计管理;2016年05期

7 黎春林;孙玉永;陈静;;盾构隧道施工注浆参数合理取值的简化算法[J];华北水利水电大学学报(自然科学版);2016年02期

8 张治国;赵其华;白乔木;王卫东;;饱和土中考虑衬砌界面排水的浅埋盾构隧道开挖影响分析[J];岩土工程学报;2016年09期

9 王华宁;张玉栋;蒋明镜;;流变岩土体中浅埋隧道围岩力学响应的理论解[J];力学季刊;2016年01期

10 邝伟华;;盾构施工常见的问题及解决方案研究[J];建筑设计管理;2016年03期

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 晏莉;阳军生;刘宝琛;;浅埋双孔平行隧道开挖围岩应力和位移分析[J];岩土工程学报;2011年03期

2 王志良;申林方;姚激;高成杰;;浅埋隧道围岩应力场的计算复变函数求解法[J];岩土力学;2010年S1期

3 王立忠;吕学金;;复变函数分析盾构隧道施工引起的地基变形[J];岩土工程学报;2007年03期

4 韩煊;李宁;J.R.Standing;;Peck公式在我国隧道施工地面变形预测中的适用性分析[J];岩土力学;2007年01期

5 卢海林;赵志民;方們;姜忻良;;盾构法隧道施工引起土体位移与应力的镜像分析方法[J];岩土力学;2007年01期

6 魏纲;张世民;齐静静;姚宁;;盾构隧道施工引起的地面变形计算方法研究[J];岩石力学与工程学报;2006年S1期

7 姜忻良,崔奕,李园,赵志民;天津地铁盾构施工地层变形实测及动态模拟[J];岩土力学;2005年10期

8 魏纲,徐日庆;软土隧道盾构法施工引起的纵向地面变形预测[J];岩土工程学报;2005年09期

9 姜忻良,赵志民;盾构施工引起土体位移的空间计算方法[J];华中科技大学学报(城市科学版);2005年02期

10 姜忻良,赵志民;镜像法在隧道施工土体位移计算中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;2005年06期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 金道揆 ,方佩芝;非对称满应力拱的优化[J];湖南大学学报;1982年02期

2 徐光耀;非对称船尾的优点[J];船舶;1991年04期

3 吴安玉;董冬;展晓宇;;非对称铅门校正因素的测定分析[J];医学物理;1991年Z1期

4 黄洪钟;非对称模糊优化设计的基本理论与方法囿(三)[J];机械设计;1997年02期

5 冉隆科;;以弱制强——论非对称战法[J];现代兵器;2001年06期

6 龚云娟;性别标记的非对称现象[J];中国民航飞行学院学报;2005年05期

7 А.А.Львов;В.А.Музыкин;陈灼华;;四轴敞车非对称载荷时的动力学[J];铁道车辆译丛;1965年11期

8 贾润沛;非对称冷却条件下的热应力变形与机理初探[J];金属材料与热加工工艺;1983年01期

9 侯丙林;;非对称修磨钻头可提高耐用度[J];机械工人.冷加工;1983年05期

10 杨永年;大迎角非对称载荷的减缓和控制[J];空气动力学学报;1985年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 田大成;;非对称遗传现象的研究与进展[A];“基因、进化与生理功能多样性”海内外学术研讨会暨中国生理学会第七届比较生理学学术会议论文摘要[C];2009年

2 柳思思;;身份错位与非对称冲突[A];国际关系研究：新领域与新理论——2010年博士论坛[C];2010年

3 郝志峰;曹庆杰;;非对称非线性支撑振子的复杂动力学[A];第十四届全国非线性振动暨第十一届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

4 韩式方;;各向异性粘弹液体非对称本构理论及其流体动力行为研究进展[A];中国化学会、中国力学学会第九届全国流变学学术会议论文摘要集[C];2008年

5 范召林;王元靖;侯跃龙;贺中;;可压缩流中声激励对细长体大迎角流动非对称性的影响研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集（上册）[C];2004年

6 郝孟丽;;非对称非高斯噪声对肿瘤细胞动力学行为的影响[A];第二届全国随机动力学学术会议摘要集与会议议程[C];2013年

7 吴恒煜;朱福敏;;中国股票市场资产收益的非对称无穷纯跳跃行为研究[A];第六届（2011）中国管理学年会——金融分会场论文集[C];2011年

8 胡汉东;邓学蓥;杨其德;;旋成体长度对大攻角非对称背涡的影响研究[A];首届全国航空航天领域中的力学问题学术研讨会论文集（上册）[C];2004年

9 李爽;石磊;;初始实力非对称对实验者博弈策略选择的影响[A];21世纪数量经济学（第13卷）[C];2012年

10 马如宝;刘宗华;;时间延迟和非对称对耦合振子嵌入态的影响[A];第五届全国复杂网络学术会议论文（摘要）汇集[C];2009年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 鲜红星邋谢平文 赵荣春;非对称作战中的非对称因子[N];中国国防报;2007年

2 朱磊 石红梅 南京陆军指挥学院；镇江船艇学院;谋略运用中注重形成“非对称性”优势[N];中国社会科学报;2012年

3 杨罡;非对称：蕴藏战法创新奥秘[N];解放军报;2013年

4 张

本文编号：478205