管线渗漏对地铁盾构施工影响的模型试验研究及数值模拟分析
发布时间：2022-02-17 12:04
近年来,在地铁盾构施工中,因管线渗漏造成的路段坍塌工程事故时有报道。究其原因主要如下,地铁盾构施工不可避免地造成地层的扰动,导致土体中的给排水管发生变形甚至破坏,管线渗漏水进入土体,弱化土层的力学性质;施工扰动加大了地层变形沉降和管线渗漏,在管线渗漏和地层变形沉降的共同作用下导致地层塌陷。本文以合肥市地铁建设为研究背景,以合肥地区典型砂土为试验材料,采用室内模型试验和数值模拟相结合的手段,研究管线渗漏水对地铁盾构施工的影响。主要采用两阶段分析法进行研究:第一阶段,采用室内模型试验方法研究渗漏水对地表沉降、管线沉降、隧道压力变化的影响;第二阶段,应用数值模拟方法,研究存在不同管线渗漏时段的情况下,地铁施工地表沉降的变形规律及管线渗漏周围地层中的渗流场分布规律,并同室内模型试验结果进行对比,分析管线渗漏对地铁施工的影响规律。研究主要结果如下:（1）管线未产生渗漏的试验中,因隧道开挖而造成地表沉降,形成的沉降槽呈“单峰”状,近似正态分布;由于管-土相互作用,管线沉降曲线也近似正态分布。沉降最大值出现在开挖隧道的正上方,沉降值随着距隧道中心线距离的增加而减小。（2）不同渗漏阶段情况下,随着隧道...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道施工对地层变形影响
1.2.2 隧道施工对地下管线影响
1.2.3 管线渗漏对地层变形影响
1.3 研究的内容
1.4 研究方法与技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
第2章 模型试验方案
2.1 模型试验相似理论与相似比
2.2 模型试验设备
2.3 模型试验材料的选取
2.4 模型试验方案与步骤
第3章 盾构施工中管线渗漏水影响的模型试验结果分析
3.1 管线未渗漏影响下试验结果分析
3.1.1 管线阶段沉降变化规律分析
3.1.2 地表沉降规律对比
3.1.3 地表测点的沉降随时间变化规律研究
3.2 不同渗漏时段下试验结果对比分析
3.2.1 地表阶段沉降对比分析
3.2.2 地表测点的沉降随时间变化规律分析
3.2.3 管线阶段沉降变化规律分析
3.3 隧道开挖完成后发生渗漏试验结果分析
3.3.1 管线阶段沉降变化规律分析
3.3.2 管线测点的沉降随时间变化规律研究
3.3.3 地表沉降规律对比
3.3.4 隧道应变各阶段变化规律
3.4 本章小结
第4章 管线渗漏对地铁盾构施工影响数值模拟
4.1 引言
4.2 有限元数值模拟分析软件
4.2.1 理论基础
4.2.2 基本方程
4.3 隧道开挖模拟原理
4.3.1 应力场控制方程
4.3.2 隧道开挖模拟方法
4.4 管线渗漏水导致地层渗流场分布规律
4.5 不同渗漏时段对地层变形的影响
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于统一解的盾构隧道施工引起地下管线竖向位移计算[J]. 魏纲,崔程虹,张鑫海,俞国骅. 隧道建设. 2017(06)
[2]隧道开挖对既有管线沉降的影响[J]. 史超凡,马石城. 湖南文理学院学报(自然科学版). 2015(03)
[3]隧道施工扰动下管线渗漏水对地面塌陷的影响及控制[J]. 张成平,岳跃敬,王梦恕. 土木工程学报. 2015(S1)
[4]地铁暗挖施工引起的管线与地层沉降关系研究[J]. 赵智涛,刘军,王霆,刘继尧. 岩土力学. 2015(04)
[5]管线渗漏水范围对浅埋隧道围岩变形和破坏的影响[J]. 张成平,岳跃敬,蔡义. 岩石力学与工程学报. 2015(02)
[6]管线渗漏诱发基坑工程事故的数值模拟研究[J]. 程建华,王辉. 煤炭工程. 2014(11)
[7]隧道穿越引起地下管线竖向位移的能量变分分析方法[J]. 刘晓强,梁发云,张浩,褚峰. 岩土力学. 2014(S2)
[8]地震破坏管线漏损分析模型对比研究[J]. 侯本伟,杜修力. 地震工程与工程振动. 2013(05)
[9]地铁施工邻近管线安全风险管理研究[J]. 吴贤国,曾铁梅,张立茂,宋若昕. 铁道工程学报. 2013(09)
[10]受隧道施工影响的刚性接口地下管线的沉降计算[J]. 吴为义. 中国给水排水. 2013(10)
硕士论文
[1]浅埋隧道施工中管线渗漏水对地层变形和破坏的影响[D]. 岳跃敬.北京交通大学 2014
本文编号：3629373
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道施工对地层变形影响
1.2.2 隧道施工对地下管线影响
1.2.3 管线渗漏对地层变形影响
1.3 研究的内容
1.4 研究方法与技术路线
1.4.1 研究方法
1.4.2 技术路线
第2章 模型试验方案
2.1 模型试验相似理论与相似比
2.2 模型试验设备
2.3 模型试验材料的选取
2.4 模型试验方案与步骤
第3章 盾构施工中管线渗漏水影响的模型试验结果分析
3.1 管线未渗漏影响下试验结果分析
3.1.1 管线阶段沉降变化规律分析
3.1.2 地表沉降规律对比
3.1.3 地表测点的沉降随时间变化规律研究
3.2 不同渗漏时段下试验结果对比分析
3.2.1 地表阶段沉降对比分析
3.2.2 地表测点的沉降随时间变化规律分析
3.2.3 管线阶段沉降变化规律分析
3.3 隧道开挖完成后发生渗漏试验结果分析
3.3.1 管线阶段沉降变化规律分析
3.3.2 管线测点的沉降随时间变化规律研究
3.3.3 地表沉降规律对比
3.3.4 隧道应变各阶段变化规律
3.4 本章小结
第4章 管线渗漏对地铁盾构施工影响数值模拟
4.1 引言
4.2 有限元数值模拟分析软件
4.2.1 理论基础
4.2.2 基本方程
4.3 隧道开挖模拟原理
4.3.1 应力场控制方程
4.3.2 隧道开挖模拟方法
4.4 管线渗漏水导致地层渗流场分布规律
4.5 不同渗漏时段对地层变形的影响
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于统一解的盾构隧道施工引起地下管线竖向位移计算[J]. 魏纲,崔程虹,张鑫海,俞国骅. 隧道建设. 2017(06)
[2]隧道开挖对既有管线沉降的影响[J]. 史超凡,马石城. 湖南文理学院学报(自然科学版). 2015(03)
[3]隧道施工扰动下管线渗漏水对地面塌陷的影响及控制[J]. 张成平,岳跃敬,王梦恕. 土木工程学报. 2015(S1)
[4]地铁暗挖施工引起的管线与地层沉降关系研究[J]. 赵智涛,刘军,王霆,刘继尧. 岩土力学. 2015(04)
[5]管线渗漏水范围对浅埋隧道围岩变形和破坏的影响[J]. 张成平,岳跃敬,蔡义. 岩石力学与工程学报. 2015(02)
[6]管线渗漏诱发基坑工程事故的数值模拟研究[J]. 程建华,王辉. 煤炭工程. 2014(11)
[7]隧道穿越引起地下管线竖向位移的能量变分分析方法[J]. 刘晓强,梁发云,张浩,褚峰. 岩土力学. 2014(S2)
[8]地震破坏管线漏损分析模型对比研究[J]. 侯本伟,杜修力. 地震工程与工程振动. 2013(05)
[9]地铁施工邻近管线安全风险管理研究[J]. 吴贤国,曾铁梅,张立茂,宋若昕. 铁道工程学报. 2013(09)
[10]受隧道施工影响的刚性接口地下管线的沉降计算[J]. 吴为义. 中国给水排水. 2013(10)
硕士论文
[1]浅埋隧道施工中管线渗漏水对地层变形和破坏的影响[D]. 岳跃敬.北京交通大学 2014
本文编号：3629373
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sgjslw/3629373.html
