双线隧道盾构施工对邻近桩基的影响分析

发布时间：2017-09-08 19:41

  本文关键词：双线隧道盾构施工对邻近桩基的影响分析

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【摘要】：近年来合肥经济迅速发展,城市化建设的进程随之加快,城市可用土体量急剧减小。为了满足人们出行的需要,地下空间的开发利用引起人们的注重,于是越来越多的城市开始修建地铁。开挖地铁隧道的各个方法中,盾构法施工具有明显优势,已成为修建地铁的主要方法。尽管盾构方法的发展已逐步成熟,但仍会对隧道周围的土体造成扰动,进而会对隧道周围主要建筑物或构筑物的基础产生影响。更有甚者,当盾构开挖引起的土地位移过大,将会使结构的承载力大大下降,以致建筑物不能继续使用。本文以合肥市地铁3号线芙蓉路——习友路区间隧道盾构侧穿合肥绕城高速高架桥桥桩的工程为背景,通过MDAS/GTS数值模拟,主要分析了在盾构掘进过程中的地表沉降以及桩基变形规律,得出双线隧道盾构的掘进在不同影响因素下引起的桩基变形和内力变化情况,总结出有利于减小桩基变形及内力的开挖方式。本文主要从以下四个方面进行分析研究：(一)在参阅大量国内外研究学者研究成果的基础上,综述了双线盾构隧道开挖对周围土体以及邻近桩基影响的研究现状;分析了盾构隧道施工引起土体的变形机理；总结出盾构施工引起桩基的变形机理。(二)综述两阶段法分析方法,并通过两阶段法分析了盾构施工引起的桩基受力情况。(三)采用MDAS/GTS软件分析双线盾构掘进不同位置时引起的地表处以及隧道拱底处的沉降和水平位移的变化,以及桩基在不同阶段的变形及内力的变化,并将其计算结果和两阶段法进行对比,验证模拟的可行性。(四)通过MDAS/GTS软件建立不同的数值计算模型,分别分析了不同的桩长、桩的桩位、桩距、隧道间距及开挖顺序五种情况下,双线盾构掘进引起的单桩竖向位移、水平位移、附加轴力以及附加弯矩沿桩身的变化情况。
【关键词】：双线隧道 盾构开挖 MIDAS/GTS 桩基变形 桩基内力
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U455.43;TU473.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 研究背景及意义14-17
• 1.1.1 研究背景14-15
• 1.1.2 研究意义15-17
• 1.2 国内外研究现状17-24
• 1.2.1 盾构隧道开挖对地表沉降的研究现状17-22
• 1.2.2 盾构开挖对邻近桩基影响的研究现状22-23
• 1.2.3 双线盾构开挖对地表及邻近桩基影响的研究现状23-24
• 1.3 本文主要研究思路24
• 1.4 本文主要研究内容24-26
• 第二章 盾构施工对邻近桩基影响的理论分析26-30
• 2.1 盾构法隧道施工的基本原理26
• 2.2 盾构施工对周围土体的影响机理26-28
• 2.2.1 盾构施工引起地表沉降的规律26-27
• 2.2.2 盾构施工引起地表沉降的影响因素27-28
• 2.3 盾构施工对邻近桩基的影响机理28-29
• 2.3.1 桩基的荷载传递规律28
• 2.3.2 桩土接触面特性28
• 2.3.3 盾构施工对邻近桩基的影响28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 盾构施工对邻近桩基影响的两阶段法30-34
• 3.1 两阶段法求解思路30
• 3.2 两阶段法求解桩周土体的位移计算30-31
• 3.3 土体变形引起的桩基和附加内力计算31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第四章 双线盾构动态施工对邻近单桩的数值影响分析34-56
• 4.1 有限元法及MIDAS/GTS简介34
• 4.2 相关参数的选取34-37
• 4.2.1 土层参数34-35
• 4.2.2 衬砌管片参数35
• 4.2.3 桩单元参数35-36
• 4.2.4 注浆体参数36
• 4.2.5 掌子面推力36-37
• 4.3 数值模型的建立37-39
• 4.3.1 建立土体模型37
• 4.3.2 网格划分及边界条件37-38
• 4.3.3 模拟施工步骤38-39
• 4.4 双线盾构隧道动态施工数值模拟的结果分析39-54
• 4.4.1 土体竖向位移影响分析40-44
• 4.4.2 土体水平位移影响分析44-46
• 4.4.3 单桩水平位移影响分析46-49
• 4.4.4 单桩竖向位移影响分析49-50
• 4.4.5 单桩附加轴力影响分析50-52
• 4.4.6 单桩附加弯矩影响分析52-54
• 4.5 两阶段法的对比验证54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 双线隧道在不同影响因素下对邻近桩基的数值模拟56-77
• 5.1 不同桩长对桩的影响分析56-60
• 5.1.1 不同桩长对桩的水平位移的影响56-57
• 5.1.2 不同桩长对桩的竖向位移的分析57-58
• 5.1.3 不同桩长对桩的附加轴力的分析58-59
• 5.1.4 不同桩长对桩的附加弯矩的分析59-60
• 5.2 不同桩位对桩的影响分析60-64
• 5.2.1 不同桩位对桩的水平位移的分析60-61
• 5.2.2 不同桩位对桩的竖向位移的分析61-62
• 5.2.3 不同桩位对桩的附加轴力的分析62-63
• 5.2.4 不同桩位对桩的附加弯矩的分析63-64
• 5.3 不同桩距对桩的影响分析64-68
• 5.3.1 不同桩距对桩的水平位移的分析64-65
• 5.3.2 不同桩距对桩的竖向位移的分析65-66
• 5.3.3 不同桩距对桩的附加轴力的分析66-67
• 5.3.4 不同桩距对桩的附加弯矩的分析67-68
• 5.4 双线隧道之间的间距对桩的影响分析68-72
• 5.4.1 双线隧道之间的间距对桩的水平位移的分析68-69
• 5.4.2 双线隧道之间的间距对桩的竖向位移的分析69-70
• 5.4.3 双线隧道之间的间距对桩的附加轴力的分析70-71
• 5.4.4 双线隧道之间的间距对桩的附加弯矩的分析71-72
• 5.5 双线隧道的不同开挖顺序对桩的影响分析72-76
• 5.5.1 双线隧道的不同开挖顺序对桩的水平位移的分析72-73
• 5.5.2 双线隧道的不同开挖顺序对桩的竖向位移的分析73-74
• 5.5.3 双线隧道的不同开挖顺序对桩的附加轴力的分析74-75
• 5.5.4 双线隧道的不同开挖顺序对桩的附加弯矩的分析75-76
• 5.6 本章小结76-77
• 第六章 结论与展望77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-83
• 致谢83-84
• 作者简介及读研期间主要科研成果84

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