隨著城市化進程的不斷推進,密集的人員流動和日益擁堵的交通成為制約城市發(fā)展的突出問題。地鐵以其安全、快速、準時、運量大等特點在越來越多的城市中展開修建,極大地緩解了城市交通系統(tǒng)所面臨的壓力。地鐵車站作為地鐵工程中的重點內容,其設計和施工受限于地質條件和周邊環(huán)境等多種因素的影響。大連地處沿海存在發(fā)育的地下水,同時地質條件呈現(xiàn)出明顯的上軟下硬的特征。大連地鐵在早期暗挖車站的施工中引入了軟土地區(qū)成熟的施工方法,在實際應用過程中暴露了諸多問題:復雜的工序轉換以及大量的爆破等輔助措施造成工期延長;巖層的自穩(wěn)性未充分利用存在較大的安全裕度。工程技術人員在總結傳統(tǒng)工法和上軟下硬地質條件的基礎上創(chuàng)立了一種新型施工方法—拱蓋法。作為一種新興的施工技術,拱蓋法仍處于不斷發(fā)展和改進的階段,本文以大連地鐵5號線在建的石葵路站為背景,針對工程大跨、硬巖、富水等特征對工程施工中的沉降和應力變形規(guī)律、導洞支護施作時機、爆破和流固耦合作用下的穩(wěn)定性等問題展開研究。主要的研究工作如下:(1)建立石葵路站三維有限差分數(shù)值計算模型,計算并分析了施工各階段的沉降變形和受力特征,據(jù)此給出相應的施工建議。同時對主要施工參數(shù)進行了優(yōu)...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學位級別】：碩士

【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 淺埋暗挖法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 拱蓋法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 圍巖與支護相互作用關系研究
        1.2.4 流固耦合研究現(xiàn)狀
        1.2.5 當前研究存在的不足
    1.3 主要研究內容
    1.4 研究技術路線
2 大跨度拱蓋法不同施工工序下應力及變形特征研究
    2.1 工程背景
    2.2 暗挖施工方案比選
    2.3 拱蓋法施工流程
    2.4 數(shù)值計算模型建立與施工模擬
        2.4.1 三維數(shù)值模型
        2.4.2 測點布置
    2.5 結果分析
        2.5.1 車站范圍內整體地表沉降分析
        2.5.2 拱蓋法各施工工序圍巖應力分析
        2.5.3 大斷面導洞的開挖控制間距對沉降變形的影響
        2.5.4 鋼支撐支護間距對高邊墻位移的影響
        2.5.5 巖體開挖順序對高邊墻位移的影響
    2.6 本章小結
3 拱蓋法主體導洞施工初期支護時機研究
    3.1 理論基礎
        3.1.1 收斂-約束原理
        3.1.2 最佳支護時機選擇方法
        3.1.3 單元狀態(tài)指標判別方法
    3.2 導洞三維數(shù)值建模與監(jiān)測點布置
        3.2.1工程概況
        3.2.2 數(shù)值模型
        3.2.3 監(jiān)測點位與計算方案
    3.3 導洞最佳支護時機判別
        3.3.1 判別方法1—位移突變
        3.3.2 判別方法2—單元安全度
    3.4 導洞最佳支護距離確定
    3.5 本章小結
4 車站主體爆破施工對周邊環(huán)境的影響研究
    4.1 石葵路站爆破設計
        4.1.1 總體爆破設計思想
        4.1.2 爆破參數(shù)
    4.2 爆破荷載等效計算
        4.2.1 爆破荷載加載形式
        4.2.2 爆破荷載峰值計算
        4.2.3 爆破荷載施加
    4.3 FLAC^3D動力計算基本原理
        4.3.1 本構模型
        4.3.2 動力方程
        4.3.3 邊界條件
        4.3.4 動力荷載和力學阻尼
    4.4 數(shù)值計算模型建立與施工模擬
        4.4.1 地下管線分布
        4.4.2 數(shù)值計算模型
        4.4.3 監(jiān)測點位布置
    4.5 結果分析
        4.5.1 后行導洞爆破對先行導洞的影響分析
        4.5.2 導洞爆破對地下管線的影響分析
        4.5.3 導洞爆破對周圍地層的影響
        4.5.4 下部巖體爆破對二襯結構的影響
        4.5.5 爆破進尺優(yōu)化分析
    4.6 本章小結
5 流-固耦合作用下車站支護結構穩(wěn)定性分析
    5.1 地下工程中流-固耦合作用
    5.2 石葵路站水文地質概況
        5.2.1 區(qū)域水文
        5.2.2 石葵路站場地內地下水情況
        5.2.3 各巖土層的富水性及滲透系數(shù)
    5.3 理論基礎
        5.3.1 FLAC^3D流-固耦合計算基本原理
        5.3.2 基于單元安全度的巖體滲透系數(shù)的變化
        5.3.3 計算思路:滲流→爆破→ZSI滲透系數(shù)變化
    5.4 滲流計算參數(shù)與監(jiān)測點布置
        5.4.1 滲流計算參數(shù)
        5.4.2 監(jiān)測點布置
    5.5 結果分析
        5.5.1 孔隙水壓及滲流場分析
        5.5.2 支護結構變形分析
        5.5.3 支護結構受力分析
        5.5.4 爆破動荷載對圍巖滲透系數(shù)影響分析
    5.6 本章小結
6 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學位期間的科研成果



本文編號：3830919