【摘要】：隨機(jī)介質(zhì)理論作為一種非連續(xù)介質(zhì)方法廣泛應(yīng)用于巖土工程。對于地下開采引起的地面沉降問題,由隨機(jī)介質(zhì)理論發(fā)展得出的地下開挖概率積分公式是一個復(fù)雜的不可積二重積分表達(dá)式。本研究對其進(jìn)行了必要的簡化和改進(jìn),現(xiàn)有研究得出的簡單二重積分基本上應(yīng)用于相鄰的平行雙洞圓形隧道。為擴(kuò)大工程應(yīng)用范圍,提出三圓隧道隨機(jī)介質(zhì)理論簡化程序的方法。應(yīng)用該方法,推導(dǎo)出三洞圓形隧道開挖引起的地表沉降、水平位移、表面沉降差、水平應(yīng)變和沉降剖面的曲率。此外,采用該方法對三洞圓形隧道的計算結(jié)果與上海地鐵9號線工程的實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。針對預(yù)測隧道開挖引起的地表沉降的問題,隧道斷面的收斂模式影響預(yù)測結(jié)果,目前的大部分方法是基于斷面位移均勻收斂的假設(shè),這與實際的隧道收斂情況存在差距�；陔S機(jī)介質(zhì)理論,考慮隧道斷面底部的不均勻沉降與地層損失的非對稱收斂模式,得出概率積分公式的單洞隧道和雙洞隧道的積分界限。引入Peck法的地層損失率V1和地面沉降槽寬度系數(shù)i,推導(dǎo)得出不均勻沉降的間隙參數(shù)G和主要影響角正切值β的表達(dá)式。先考慮均勻收斂和橢圓化部分的計算,再考慮整體下沉部分,得出單洞及雙洞的地表沉降表達(dá)式。提出了在隧道位移不均勻收斂的條件下,求解地表沉降的一種計算方法。在隧道的地表沉降預(yù)測問題中,可以將隧道簡化為平面變形條件。但是在大范圍開挖地表沉降預(yù)測問題中,需要考慮模型開挖的時間性與沉降的空間性,計算非常復(fù)雜。采用普通方法,計算費時費力。本研究中,結(jié)合地理信息系統(tǒng)(GIS)的特點,基于隨機(jī)介質(zhì)理論,采用任意形狀的3D多變形單元和Knothe時間函數(shù),改善和修正了從前的算法,提高模型的適用性。通過所作研究工作及工程實例對比分析,主要結(jié)論如下:1.改進(jìn)了隨機(jī)介質(zhì)理論計算方法,將隨機(jī)介質(zhì)預(yù)測方法推廣到三洞圓形斷面隧道開挖引起的地表沉降預(yù)測;2.引入非對稱收斂模式,推導(dǎo)了橢圓形隧道開挖引起地表沉降的隨機(jī)介質(zhì)預(yù)測公式,通過實例分析驗證了所建立算法的正確性。3.將改進(jìn)的隨機(jī)介質(zhì)預(yù)測模型嵌入到地表沉降計算的GIS程序中,并考慮時間效應(yīng),進(jìn)行了二次開發(fā),通過實例驗證,表明了預(yù)測結(jié)果具有較高的可靠性
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P642.26;U455;U231.3
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１－６邋Ｃｏｌｌａｐｓｅ邋ａｃｃｉｄｅｎｔ邋ｏｆ邋Ｓｈｅｎｙａｎｇ邋Ｍｅｔｒｏ邋Ｌｉｎｅ邋９逡逑軌道交通通車?yán)锍虜?shù)過去十年快速增長，年均復(fù)合增速達(dá)到作為新型城鎮(zhèn)化的重要內(nèi)容之一，從２０１１年開始各地上報，地鐵進(jìn)入了大規(guī)模建設(shè)。逡逑城市軌道交通協(xié)會的統(tǒng)計，截至２０１５年末，中國累計有２５線路１１１條，路網(wǎng)長度達(dá)３２８６公里，２００５至２０１５年城軌．７％，從總投資上看，２０１４年全國城市軌道交通總投資達(dá)２８９０００億元。逡逑，隨著中國各大城市對地鐵線路的不斷覆蓋，新建地鐵線地鐵需要下穿城市既有道路、建筑物基礎(chǔ)和城市基礎(chǔ)設(shè)施，沉降有著嚴(yán)格的要求，若不及時進(jìn)行有效的地表沉降預(yù)測，這么大的情況之下，造成的損失將不可估量。逡逑陷預(yù)測問題上，有兩種方法，一是理論模型研宄，二是數(shù)涉及到一系列因素，如地層分布、地下水、巖層性質(zhì)和節(jié)需要進(jìn)行一系列假設(shè)簡化問題，造成無法確定沉降邊界，

，，圖１－７沙箱模型［４４］逡逑Ｆｉｇ．邋１－７邋Ｓａｎｄｂｏｘ邋Ｍｏｄｅｌ逡逑論模型中，假設(shè)介質(zhì)顆粒為一些大小相同、質(zhì)量均一的小球，均勻排列的方格內(nèi)，若下方一個小球被移走后，由于重力因

逑入方格的概率為１／４，邋２／４，邋１／４。以此類推，第五層五個小球為１／１６，邋４／１６，邋６／１６，逡逑４／１６，１／１６。由此可得圖１－８中的顆粒移動概率分布圖。選取如圖所示的坐標(biāo)系，逡逑則介質(zhì)內(nèi)任意一個水平的概率分布可以繪成圖１－８上方的概率分布直方圖，若格子逡逑無限小，則該直方圖趨近于一條光滑的直線。逡逑Ｗ逡逑＾Ｊ＼＼＾逡逑＂＂＂＂ｍｍ逡逑％

本文編號：2785396