隨著我國(guó)城市化水平的提高,越來(lái)越多的城市開(kāi)始修建地鐵以緩解交通,提高土地利用率。在地鐵建設(shè)過(guò)程中,地鐵橫通道工程作為地鐵區(qū)間建設(shè)的重要組成部分,其施工過(guò)程對(duì)于地鐵主隧道的穩(wěn)定與安全至關(guān)重要,受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。為此,本文依托哈爾濱軌道交通2號(hào)線橫通道建設(shè)工程,采用理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的方法,建立橫通道數(shù)值模型,研究橫通道在爆破開(kāi)挖和列車(chē)振動(dòng)載荷下的襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,基于peck公式的修正提出了橫通道施工過(guò)程中的地表沉降預(yù)測(cè)計(jì)算公式,為哈爾濱地區(qū)的地表沉降預(yù)測(cè)提供重要理論依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）橫通道爆破施工過(guò)程力學(xué)機(jī)理分析�；谟邢薏罘周浖﨔LAC 3D,建立橫通道的施工數(shù)值模型,研究橫通道爆破開(kāi)挖引起的襯砌應(yīng)力應(yīng)變和振動(dòng)速度情況,分析了施工角度、施工爆破方式、橫通道埋深和圍巖等級(jí)對(duì)橫通道穩(wěn)定性的影響。（2）橫通道在列車(chē)載荷下的襯砌穩(wěn)定性分析。運(yùn)用數(shù)值模型,對(duì)列車(chē)行駛振動(dòng)過(guò)程中造成的襯砌位移、應(yīng)力、速度和加速度情況進(jìn)行研究,并模擬列車(chē)在橫通道不同施工角度、列車(chē)時(shí)速、隧道埋深和圍巖等級(jí)下對(duì)列車(chē)軌道的影響。（3）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),研究爆破施工過(guò)程中和列車(chē)行駛運(yùn)營(yíng)... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１地鐵營(yíng)業(yè)里程

主要介紹了建立的地鐵橫通道模型的邊界條件、??模型大小和施工方法，為研宄橫通道施工與列車(chē)振動(dòng)影響進(jìn)行準(zhǔn)備工作。??２．１．１模型阻尼與動(dòng)力邊界??為了模擬動(dòng)載荷作用下地層對(duì)振動(dòng)波的消耗與阻擋作用，這里采用施加阻尼??的方法來(lái)模擬土體對(duì)動(dòng)載荷傳播的消耗作用。在數(shù)值軟件ＦＬＡＣ?３Ｄ中有三種阻??尼形式，其中瑞利阻尼可以通過(guò)選取自振頻率，使阻尼自振頻率不影響動(dòng)載荷傳??播頻率的優(yōu)點(diǎn)被用于本文模擬橫通道爆破施工與列車(chē)振動(dòng)模擬，使用瑞利阻尼時(shí)??能夠有效的降低橫通道模型的剛度和質(zhì)量分量，由圖２－１可以看出，當(dāng)使用疊加??曲線時(shí)，能夠較好的降低頻率［５３］。??６?＿??５＂?＼??？?＼??．Ｓ?４－?＼??＾?．?＼??僅有剛度分量ａ?＝０??７?３－?Ｉ???僅有質(zhì)量分量Ｐ＝〇??．＼?一疊加??Ｖ??２－?＼??Ｖ?？一？一?＿??〇?■?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ?？?Ｉ?■?Ｉ?■?Ｉ??０?５?１０?１５?２０?２５?３０??ｗｉ??圖２－１瑞利阻尼的阻尼比與頻率之間的關(guān)系??在ＦＬＡＣ?３Ｄ動(dòng)力問(wèn)題中，模型周?chē)吔鐣?huì)對(duì)振動(dòng)波的傳播有反射作用，盡??可能的擴(kuò)大邊界條件可以降低反射率，但是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)設(shè)備達(dá)不到模擬要求，為了??盡可能的降低模型邊界對(duì)橫通道動(dòng)載荷模擬的影響，采用了靜態(tài)邊界條件來(lái)吸收??１０??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???模型邊界上的振動(dòng)波［５４＼??２．１．２計(jì)算循環(huán)??ＦＬＡＣ?３Ｄ的計(jì)算循環(huán)如圖２－２所示。??運(yùn)動(dòng)方程??對(duì)Ｓ個(gè)節(jié)占??——？由應(yīng)力及外力利用虛功原理求節(jié)點(diǎn)不平衡力?＾—??？由不平衡力求節(jié)點(diǎn)速率??本構(gòu)方程??對(duì)Ｓ個(gè)里元??—＂？?由節(jié)綠率求應(yīng)變?cè)鲋????？由應(yīng)變?cè)鲋厍髴?yīng)力墻重及總應(yīng)力??圖２－２?ＦＬＡＣ?３Ｄ計(jì)算循環(huán)圖??２．２爆破施工振動(dòng)作用數(shù)值分析方法??２．２．１數(shù)值計(jì)算模型??為了分析橫通道施工時(shí)，主隧道襯砌結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和應(yīng)變情況，采用有限差分??軟件ＦＬＡＣ?３Ｄ進(jìn)行橫通道施工的數(shù)值模擬計(jì)算。由于橫通道的開(kāi)挖是在主隧道??完成后進(jìn)行的，這時(shí)主隧道處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此橫通道模擬時(shí)假定主隧道己經(jīng)貫??通。??為了研究橫通道爆破施工對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)的影響，建立三維ＦＬＡＣ?３Ｄ數(shù)值模型。??建立的數(shù)值模擬模型長(zhǎng)度為７０ｍ，左右寬６０ｍ，整體高度為５３ｍ。主隧道埋深??１５ｍ，隧道直徑為６ｍ，兩隧道相距１０ｍ，在兩個(gè)主隧道之間進(jìn)行橫通道施工。??橫通道為“門(mén)”型，寬度為３ｍ，高度為６ｍ。模型地層采用摩爾－庫(kù)倫模型，襯砌??結(jié)構(gòu)采用彈性模型。在既有主隧道開(kāi)挖完成并完成初襯后進(jìn)行橫通道的施工開(kāi)挖，??施工方式采用全斷面開(kāi)挖方法，橫通道襯砌厚度為０．３ｍ。整體模型圖和襯砌結(jié)??構(gòu)如圖２－３和圖２－４所示。??１１??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]地鐵隧道穿越既有市政道路的地層變形規(guī)律與控制方法研究[D]. 張文.山東大學(xué) 2017
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本文編號(hào)：3442624