隨著城市經濟的發(fā)展越來越快,地鐵的建設也高速發(fā)展起來,國內各大中城市陸續(xù)有地鐵建成。地鐵的建設必然會對大城市密集建筑群產生一定程度的影響,甚至危及建筑物的安全及使用;特別是在交通環(huán)境復雜、各種高架橋林立的大城市,地鐵穿越既有高架橋的情況屢見不鮮,對高架橋的正常運行造成威脅,隨著地鐵建設的發(fā)展,會出現(xiàn)越來越多的地鐵穿越高架橋的情況,因此,研究地鐵隧道掘進對周圍土體的應力變形的影響,對周圍建筑物的影響,以及制定有效的防護措施,對地鐵的正常施工和建筑物的安全使用意義重大。本文以武漢地鐵8號線四標二期工程馬湖站-野芷湖站區(qū)間下穿南湖至大花嶺鐵路聯(lián)絡線高架橋一級風險源為工程背景,通過現(xiàn)有的理論進行分析,再結合有限元進行數(shù)值模擬,對地鐵盾構隧道穿越既有高架橋的影響進行了系統(tǒng)的分析,并對盾構掘進過程中地表的沉降以及高架橋的變形提出了有效的控制措施。本文研究結果如下:通過現(xiàn)有的理論分析盾構掘進過程中地層變形的主要原因,即盾構面附加推力、盾構機與周圍土體的摩擦力以及土體損失。分別計算這三個因素對土體產生的沉降值,再進行疊加。對具體的水文地質條件進行介紹,通過Midas GTS有限元進行數(shù)值模擬,得出盾構掘進過程中地層的變形以及高架橋的位移。根據(jù)分析結果,對盾構施工對周邊建筑物影響提出防護措施,對建筑物以及土體進行加固,施工中加強對地層及建筑物的監(jiān)測等。
【學位授予單位】:安徽理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:U455.43;U231.3
文章目錄
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 淺埋暗挖隧道施工地層的變形預測研究
1.2.2 靜態(tài)分析法
1.2.3 動態(tài)分析法
1.2.4 盾構施工對周邊結構物影響研究現(xiàn)狀
1.3 盾構隧道掘進對周圍環(huán)境穩(wěn)定性的影響
1.4 研究內容
2 盾構施工引起土體變形機理及影響因素分析
2.1 盾構施工技術
2.2 土體變形影響因素
2.2.1 正面附加推力引起的土體變形計算
2.2.2 摩擦力引起的土體變形計算公式
2.2.3 土體損失引起的土體變形計算方法
2.3 盾構施工引起的土體變形計算公式
3 工程概況
3.1 工程簡介
3.2 地形、地貌
3.3 地層巖性
3.3.1 填土及第四系全新統(tǒng)一般粘性土
3.3.2 第四系上更新統(tǒng)沖、洪積物(Q3al+pl)
3.3.3 第四系殘積物(Q el)
3.3.4 下伏基巖
3.4 地質構造及地震烈度
3.5 水文地質條件
3.5.1 上層滯水
3.5.2 基巖裂隙水
3.5.3 其它類型地下水
3.5.4 地下水水質及腐蝕性評價
3.6 地層物理力學參數(shù)
4 區(qū)間隧道施工
4.1 隧道平剖面設計
4.2 區(qū)間隧道施工
4.3 與既有建筑的干擾及解決方案
4.4 隧道設計
4.4.1 洞門結構設計
4.4.2 盾構工作井
4.5 盾構法隧道
4.5.1 管片構造形式
4.5.2 襯砌環(huán)形式及拼裝方式
4.5.3 允許誤差
4.5.4 特殊管片設計
4.5.5 襯砌背后注漿
4.5.6 工程材料
4.6 結構設計
4.6.1 結構尺寸
4.6.2 結構計算模型
4.6.3 計算荷載
4.6.4 內力計算結果
4.6.5 抗浮計算
4.7 盾構隧道防水及防蝕
4.7.1 防水
4.8 施工組織措施
4.8.1 施工場地
4.8.2 管線保護
4.8.3 建筑物保護
4.8.4 地表沉降控制標準及措施
4.8.5 盾構施工控制
5 隧道穿越高架橋數(shù)值模擬
5.1 數(shù)值方法
5.1.1 有限元法
5.2 本構關系
5.2.1 彈性本構關系
5.2.2 M-C準則
5.3 邁達斯模擬
6 建筑物安全與控制分析
6.1 風險源處理原則
6.2 盾構施工地面沉降的控制措施
6.3 施工過程監(jiān)測
6.4 施工完成建筑物安全風險評估
7 結論與展望
參考文獻
致謝
作者簡介
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2540966
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