【摘要】：城市地鐵軌道現(xiàn)處于大發(fā)展時(shí)代,地鐵的建設(shè)中涉及到下臥隧道上覆土層開挖卸荷工程,在施工過程中可能會(huì)對(duì)周圍既有建筑物或后建筑物產(chǎn)生影響,縮短周圍既有建筑物正常使用年限,也可能會(huì)給后建工程產(chǎn)生難以控制的安全問題。本論文基于合肥高鐵站南廣場(chǎng)改建工程,利用Midas-GTS模擬軟件,選取合適的本構(gòu)模型,建立三維模型,分析了不同開挖方式和加固方式下既有隧道變形的影響,將模擬值與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)比較,探討了上覆土層開挖對(duì)既有隧道變形的原理和控制技術(shù),主要的研究?jī)?nèi)容如下:1)總結(jié)近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于上覆土層開挖卸載對(duì)既有隧道影響的研究成果,得出上覆土層開挖時(shí)既有隧道變形的規(guī)律,并提出本文的研究方法;2)分析不考慮時(shí)空效應(yīng)按順序大面積開挖以及不加固地層工況下地鐵1號(hào)線、5號(hào)線隧道的受力及變形趨勢(shì),由模擬結(jié)果可知:該工況下的變形值大大超過限值,考慮到安全因素,在施工過程中應(yīng)采取一定的加固措施;3)結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)既有隧道隆起變形機(jī)理及控制技術(shù)進(jìn)行分析。主要探討加固地層、改良土性,設(shè)置抗拔樁與壓梁,上覆土層開挖卸載順序三種開挖加固方式對(duì)既有隧道變形的控制效果。由模擬結(jié)果可知,既有隧道在上覆土層開挖后呈現(xiàn)拱頂隆起的趨勢(shì),三種不同的開挖加固組合方式都在對(duì)隧道變形有一定的控制作用,且工況三的加固效果最好;4)通過1號(hào)線和5號(hào)線加固前后模擬值對(duì)比結(jié)果可知:考慮時(shí)空效應(yīng),采用土層分條小幅隔段跳挖上覆土層,在隧道上及兩側(cè)土體施加旋噴樁滿堂加固并進(jìn)行抗拔樁和壓頂梁的施工,最后施加頂板使其成為門式樁結(jié)構(gòu),相對(duì)于其他方法,能更有效的控制既有隧道的變形;由分析可知1號(hào)線后表明實(shí)測(cè)值與模擬值基本吻合,該控制方法在工程中具有實(shí)用性;最后作出總結(jié)和展望。
【圖文】：

圖 2-3 既有隧道上覆土層開挖卸載三維有限元分析模型Fig. 2-3 three-dimensional finite element analysis model of overburden excavation and unloading inexisting tunnels2.2.3 計(jì)算模型選定修正劍橋模型為等向硬化的彈塑性模型，該模型在模擬軟黏土受力變形特征時(shí)較好的體現(xiàn)土體的彈塑性變形趨勢(shì)和特點(diǎn)，以彈塑體應(yīng)變?yōu)橛不瘏?shù)來呈現(xiàn)粘性土在破壞前的非線性和依賴于應(yīng)力水平或路徑的變形，主要控制原始?jí)嚎s曲線的斜率、回彈曲線斜率、CSL 線的斜率、彈性參數(shù)泊松比、初始孔隙比以及前期固結(jié)壓力等六個(gè)參數(shù)，，對(duì)于關(guān)于軟黏土的工程問題研究分析應(yīng)用的比較廣泛。

開挖卸載底面未加固時(shí)隧道兩側(cè)土體主應(yīng)力Fig.2.8Shearstressofsoilonbothsidesoftunnelunderexcavationandunloading
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU753;U451

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675164