淺埋隧道近接施工引起既有地下管線變形機理模型試驗研究
發(fā)布時間：2021-02-19 17:11
地鐵隧道、綜合管廊等城市地下隧道的修建,雖然促進了城市地下空間的開發(fā)利用、緩解了用地緊缺問題,但是由于相關工程建設的選線通常沿著城市主干道延伸,周邊工程環(huán)境錯綜復雜,將不可避免地穿越大量既有地下管線。隧道近接施工對周邊地層的卸荷作用,誘發(fā)地層移動導致臨近地下管線發(fā)生變形,對管線的正常使用和安全具有潛在威脅。為了保證城市隧道建設在滿足既有管線正常使用的前提下安全有序地開展,研究隧道近接施工對既有管線的影響、預測施工后管線的變形響應、并對管線安全狀況做出評判顯得十分有必要。本文以隧道近接施工引起既有管線變形為研究對象,采用相似模型試驗與理論分析相結合的方法,從隧道開挖對天然地層變形的影響和隧道開挖后管線的變形機理兩方面進行研究,主要研究內容如下:（1）基于隧道近接施工對地層和管線的影響的縮尺模型試驗,引入了透明土試驗技術,在試驗方法和后處理方面進行了改進,得到了地層的三維變形結果,對不同試驗工況下隧道開挖后的地層變形狀況進行了分析,并且根據地層沉降的豎向變化情況對隧道的深淺埋屬性進行了探討。（2）基于Winkler地基梁理論建立了隧道開挖后管線沉降變形的分析模型,其中對隧道開挖后天然地層沉...
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：122 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
地鐵施工造成的管線事故（北京京廣橋，2006.1.3）
1緒論3圖1.2隧道掘進引起的3D沉降槽Fig.1.23Dsettlementtroughcausedbytunneladvance①經驗法1)地表處的地層沉降Peck[5]通過對大量實測資料進行分析，指出對于天然地層(Greenfieldsites)，在不排水的情況下，隧道開挖形成的地表沉降槽的體積應等于地層損失的體積，并且假定地表處橫向地層沉降服從正態(tài)分布規(guī)律（NormalDistribution，或GaussianDistribution)，因此可以用高斯曲線描述地表處橫向地層沉降。Attewell[6]和Rankin[7]通過經驗總結在此基礎上提出以下計算公式，并在以后的工程實踐中得到了廣泛應用：2max2exp2vxSSi=(1.1)2Lmax0.313VDSi=(1.2)式中：Sv——最大沉降值；VL——地層損失率；i——沉降槽寬度系數，對應反彎點處�；谟囊恍┧淼拦こ瘫O(jiān)測數據，O’Reilly和New[8]提出了沉降槽寬度系數i隨隧道深度H近似線性變化的關系如下：iKH=(1.3)
2隧道近接施工的透明土模型試驗13(a)Imagesofslicesonxozplane(b)Imagesofslicesonxoyplane圖2.1地層移動3D可視化的實現方法示意圖Fig.2.1Implementmethodof3DVisualizationofgroundmovement圖2.2地層移動3D變形測量試驗裝置示意圖Fig.2.2Schematicdiagramoftestdevicefor3Ddeformationmeasurement2.3模型試驗相似關系的確定相似理論是模型試驗研究的基本理論，用以指導模型試驗的根本布局問題：尺度的縮小或放大，參數的提高或降低，介質性能的改變等。目的在于以最低的成本和在最短的運轉周期內摸清所研究模型的內部規(guī)律性。通過長期的實踐總結，學者們建立了由相似三定理組成的相似理論。在本文模型試驗中涉及的主要物理量分為三大類：①土體特性：土體彈性模量Eg、黏聚力c、內摩擦角φ、土體重度γ；②隧道-土體-管線系統(tǒng)：管線與隧道的垂直凈距H、隧道直徑D、隧道開挖引起的地層損失率ξ、管線直徑d、管壁厚度t、管線剛度EpIp；③因變量：管線豎向變形wp。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]城市隧道施工誘發(fā)的地面塌陷災變機制及其控制[J]. 張成平,張頂立,王夢恕,李倩倩,劉勝春. 巖土力學. 2010(S1)
[2]剛性管線縱向應變計算及安全評價[J]. 李興高,王霆. 巖土力學. 2008(12)
[3]柔性管線安全評價的簡便方法[J]. 李興高,王霆. 巖土力學. 2008(07)
[4]地下工程壓力拱拱體的確定與成拱分析[J]. 梁曉丹,劉剛,趙堅. 河海大學學報(自然科學版). 2005(03)
[5]軟土隧道盾構推進中地面沉降影響因素的數值法研究[J]. 劉洪洲,孫鈞. 現代隧道技術. 2001(06)
[6]城市可持續(xù)發(fā)展與地下空間開發(fā)利用[J]. 錢七虎. 地下空間. 1998(02)
[7]迎接我國城市地下空間開發(fā)高潮[J]. 錢七虎. 巖土工程學報. 1998(01)
本文編號：3041429
【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：122 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
地鐵施工造成的管線事故（北京京廣橋，2006.1.3）
1緒論3圖1.2隧道掘進引起的3D沉降槽Fig.1.23Dsettlementtroughcausedbytunneladvance①經驗法1)地表處的地層沉降Peck[5]通過對大量實測資料進行分析，指出對于天然地層(Greenfieldsites)，在不排水的情況下，隧道開挖形成的地表沉降槽的體積應等于地層損失的體積，并且假定地表處橫向地層沉降服從正態(tài)分布規(guī)律（NormalDistribution，或GaussianDistribution)，因此可以用高斯曲線描述地表處橫向地層沉降。Attewell[6]和Rankin[7]通過經驗總結在此基礎上提出以下計算公式，并在以后的工程實踐中得到了廣泛應用：2max2exp2vxSSi=(1.1)2Lmax0.313VDSi=(1.2)式中：Sv——最大沉降值；VL——地層損失率；i——沉降槽寬度系數，對應反彎點處�；谟囊恍┧淼拦こ瘫O(jiān)測數據，O’Reilly和New[8]提出了沉降槽寬度系數i隨隧道深度H近似線性變化的關系如下：iKH=(1.3)
2隧道近接施工的透明土模型試驗13(a)Imagesofslicesonxozplane(b)Imagesofslicesonxoyplane圖2.1地層移動3D可視化的實現方法示意圖Fig.2.1Implementmethodof3DVisualizationofgroundmovement圖2.2地層移動3D變形測量試驗裝置示意圖Fig.2.2Schematicdiagramoftestdevicefor3Ddeformationmeasurement2.3模型試驗相似關系的確定相似理論是模型試驗研究的基本理論，用以指導模型試驗的根本布局問題：尺度的縮小或放大，參數的提高或降低，介質性能的改變等。目的在于以最低的成本和在最短的運轉周期內摸清所研究模型的內部規(guī)律性。通過長期的實踐總結，學者們建立了由相似三定理組成的相似理論。在本文模型試驗中涉及的主要物理量分為三大類：①土體特性：土體彈性模量Eg、黏聚力c、內摩擦角φ、土體重度γ；②隧道-土體-管線系統(tǒng)：管線與隧道的垂直凈距H、隧道直徑D、隧道開挖引起的地層損失率ξ、管線直徑d、管壁厚度t、管線剛度EpIp；③因變量：管線豎向變形wp。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]城市隧道施工誘發(fā)的地面塌陷災變機制及其控制[J]. 張成平,張頂立,王夢恕,李倩倩,劉勝春. 巖土力學. 2010(S1)
[2]剛性管線縱向應變計算及安全評價[J]. 李興高,王霆. 巖土力學. 2008(12)
[3]柔性管線安全評價的簡便方法[J]. 李興高,王霆. 巖土力學. 2008(07)
[4]地下工程壓力拱拱體的確定與成拱分析[J]. 梁曉丹,劉剛,趙堅. 河海大學學報(自然科學版). 2005(03)
[5]軟土隧道盾構推進中地面沉降影響因素的數值法研究[J]. 劉洪洲,孫鈞. 現代隧道技術. 2001(06)
[6]城市可持續(xù)發(fā)展與地下空間開發(fā)利用[J]. 錢七虎. 地下空間. 1998(02)
[7]迎接我國城市地下空間開發(fā)高潮[J]. 錢七虎. 巖土工程學報. 1998(01)
本文編號：3041429
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