隨著我國社會經(jīng)濟的飛躍發(fā)展,城市化進程不斷加劇,核心城區(qū)淺埋地下空間已接近達到飽和狀態(tài),地下空間的開發(fā)已由常規(guī)埋深逐步向深埋方向發(fā)展。隨著隧道埋深的增加,盾構開挖面平衡機理和穩(wěn)定性與常規(guī)埋深下的開挖面存在較大差異,且由于深埋隧道設計理論匱乏、施工經(jīng)驗欠缺,深埋盾構隧道周圍土壓力分布模式尚不明確,相關理論研究也遠遠落后于工程實踐,給盾構隧道開挖帶來極大的風險和安全隱患,深埋盾構開挖面穩(wěn)定性控制與管片作用荷載的確定,已成為深埋大直徑盾構施工中預防環(huán)境災變發(fā)生的關鍵問題。本文以深埋盾構隧道工程為研究對象,借助理論分析、1g物理模型試驗和有限元數(shù)值模擬等多種研究方法,圍繞深埋盾構開挖面失穩(wěn)破壞機制、深埋盾構隧道開挖力學效應、土拱效應的演化規(guī)律、開挖面支護壓力與破壞模式之間關系、開挖面局部、整體失穩(wěn)極限支護壓力以及隧周土壓力分布的確定等關鍵科學問題,進行全面系統(tǒng)分析,掌握了盾構掘進過程中土拱效應對周圍環(huán)境的影響規(guī)律。論文的主要研究工作有:（1）不排水條件下誘發(fā)各向異性土中盾構掘進力學特征三維彈塑性分析利用解析理論的方法,借助圓柱孔擴張理論和臨界狀態(tài)土力學,結(jié)合修正的劍橋模型（K0-MCCMode... 

【文章來源】：上海大學上海市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：201 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．?１上海市周家嘴路越江隧道工程剖面圖??

??砂層大直徑盾構掘進的特殊工況（如圖１．２所示）。??ｊ?：?：?Ｉ?：?：?：?！＾�。�?：?：?：?；?Ｍ?：?：?８?：??Ｔｎ：［二：?艦，▲無??．－：匕’＊：?１?…！??４?嘗?＾?：；？??二?＇卜－??ｒＴＴ＾ｎｌｆ＾ｆ，．＾＾ｔ＾＾＾ＴＴＴＴＴＴＴＴｎＴＴＴＴＴＴＴｎ??：；；?１?ｒ?：?ｆ?低ｌｉ．?‘？?，ＸｊＬ＾ｒ??Ｉ＊?：?丫飯?＾ＳｉＳ?＾ＷＭＭ＾ＭｆｔＷＭｆｌＷ８ＭＷＩＩＷＷＭ８ＭＷｙ＞Ｓ＊ＩＷＷＭ８ＩＢ?？?ｖ?‘??圖１．２上海市蘇州河段深層隧道調(diào)蓄工程剖面示意圖??如此大埋深的盾構隧道工程，無論在沿深度方向還是沿隧道軸向的廣度上，??地層跨越范圍廣，承壓水分布集中，水文及工程地質(zhì)復雜，在進行超深盾構施??工時，掘進環(huán)境發(fā)生了從軟黏土到富水砂層、從潛水到承壓水的巨大差異，施??工引起隧周土拱效應、漸進性破壞特性與淺埋情況完全不同，而且設計理論匱??乏、施工經(jīng)驗欠缺

圖１．３二維對數(shù)螺線形滑動面的村山公式模型（村山氏，丨９６６）??々Ｈｉ？?纖??圖１．４?Ｋｒａｕｓｅ計算的三種滑動機理（Ｋｒａｕｓｅ，?１９８７）??Ｈｏｍ（１９６１）最早提出盾構隧道開挖面穩(wěn)定性分沂三維極限平衡模型（如圖??１．５所示），該模型主要是由開挖面前方的楔形休和開挖面上部區(qū)域的倉筒狀構??成，后續(xù)的改進模型也大多以此為基礎進行研究。后來的三維楔形體模型打下??了基礎。Ｊａｎｃｓｅｃｚ和Ｓｔｅｉｎｅｒ（１９９４）在Ｈｏｍ（１９６１）提出的模型基礎上，進一步建立??了以開挖面前方為楔形體和上部為棱柱體的幵挖面穩(wěn)定極限平衡模型｜７１。??＂?：：?！?＼??Ｉ?；?＼?Ｃ??圖１．５三維楔形體模型（Ｈｏｒｎ，?１９６１?）??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]考慮多因素的類矩形盾構施工引起土體豎向位移研究[J]. 魏綱,張鑫海,徐銀鋒.  巖石力學與工程學報. 2018(01)
[2]不同埋深盾構隧道開挖面穩(wěn)定問題數(shù)值模擬[J]. 孫瀟昊,繆林昌,林海山.  東南大學學報(自然科學版). 2017(01)
[3]粉砂地層盾構隧道開挖面穩(wěn)定性離心試驗及數(shù)值模擬[J]. 呂璽琳,周運才,李馮締.  巖土力學. 2016(11)
[4]隧道開挖圍巖土壓力拱效應分析[J]. 路德春,曹勝濤,張波,杜修力,劉曉峰.  地下空間與工程學報. 2015(06)
[5]考慮主應力偏轉(zhuǎn)的土體淺埋隧道支護壓力研究[J]. 汪丁建,唐輝明,李長冬,李純,林成遠.  巖土工程學報. 2016(05)
[6]水土耦合對盾構土拱效應及最小支護力的影響分析[J]. 宋錦虎,陳坤福,李寧娜,梁靜.  鐵道學報. 2015(10)
[7]隧道掘進地層應力釋放對開挖面穩(wěn)定影響數(shù)值研究[J]. 潘建立.  土木工程學報. 2015(S1)
[8]大斷面深埋高水壓地鐵盾構隧道周邊土壓力作用模式評價[J]. 李雪,周順華,宮全美,陳長江.  巖土力學. 2015(05)
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[10]盾構隧道洞周土壓力顆粒流數(shù)值分析[J]. 邢心魁,閆茂龍,張坤鵬,李迎,張堅.  重慶交通大學學報(自然科學版). 2015(05)

博士論文
[1]大斷面黃土隧道圍巖變形特征及控制技術研究[D]. 扈世民.北京交通大學 2012
[2]水平層狀隧道圍巖壓力拱理論研究[D]. 李奎.西南交通大學 2010
[3]軟弱破碎隧道圍巖漸進性破壞機理研究[D]. 汪成兵.同濟大學 2007
[4]盾構施工開挖面變形與破壞機理研究[D]. 秦建設.河海大學 2005

碩士論文
[1]土拱效應原理研究與應用[D]. 趙琦.北方工業(yè)大學 2014
[2]基于透明土的盾構隧道開挖面穩(wěn)定性分析[D]. 劉佳佳.武漢理工大學 2012



本文編號：3123793