【摘要】：現(xiàn)今,我國(guó)的城市建設(shè)正處在一個(gè)快速發(fā)展的階段,城市規(guī)模越來(lái)越大,人口密度一直保持穩(wěn)增不減的態(tài)勢(shì),隨之而來(lái)的交通擁堵問(wèn)題也亟待解決。而發(fā)展地鐵軌道交通無(wú)疑是解決擁堵問(wèn)題的最佳途徑,因此地鐵的建設(shè)也在如火如茶的進(jìn)行當(dāng)中。城市地鐵多采用盾構(gòu)法開(kāi)挖修建,有時(shí)由于選線原則,盾構(gòu)隧道不可避免的要下穿江、河、湖等水域。本文以某城市地鐵盾構(gòu)隧道下穿河流為工程背景,通過(guò)理論分析、數(shù)值計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)來(lái)研究盾構(gòu)下穿河流時(shí)土體的變形規(guī)律和管片的上浮現(xiàn)象。主要研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)總結(jié)常用的最小覆土厚度計(jì)算公式,在考慮土體損失的條件下推導(dǎo)上浮力作用使地層發(fā)生位移的平面二維解,將計(jì)算得到的位移值與數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果相對(duì)比,兩者變形曲線基本相似。(2)基于抗浮穩(wěn)定求解盾構(gòu)下穿河流工程所需的最小覆土厚度,同時(shí)建立二維有限元模型,考慮漿液浮力作用下不同覆土厚度的隧道開(kāi)挖所引起的地層變形規(guī)律和隧道上方覆土的應(yīng)力分布狀況,同時(shí)研究管片的上浮規(guī)律。得出覆土厚度增加地層位移變形會(huì)隨之減小的規(guī)律,但當(dāng)覆土厚度達(dá)到一定的數(shù)值后,這種影響不再明顯;有上浮力作用時(shí)隧道上方的覆土?xí)霈F(xiàn)一個(gè)“倒三角”的拉應(yīng)力區(qū),此拉應(yīng)力區(qū)隨著覆土厚度的增加而減小,且影響效果逐漸減小。覆土厚度的增加能較好的控制管片大上浮,但同時(shí)管片會(huì)受到更大的擠壓力,管片變形將隨之增大。(3)建立三維數(shù)值模型,研究盾構(gòu)下穿河流時(shí),不同的掌子面推力,不同漿液類(lèi)型和不同的注漿壓力對(duì)地層變形的影響。模擬結(jié)果說(shuō)明盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)對(duì)河堤的擾動(dòng)較大,合理選擇掌子面推力、漿液類(lèi)型和注漿壓力對(duì)地層變形有較好的控制效果,盾構(gòu)施工對(duì)處于掌子面前后約26m范圍內(nèi)的地層有較大影響,超出26m后影響很小。(4)分別在河流未加固和采取注漿加固措施的條件下進(jìn)行數(shù)值模擬,分析地表和管片的豎向位移變化情況,并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表面盾構(gòu)穿越未加固的河底覆土?xí)r,河床會(huì)發(fā)生較大的隆起,最大隆起值約16.6mm,管片上浮明顯;進(jìn)行注漿加固后能有效控制地表變形,數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際監(jiān)測(cè)值有一定偏差,但偏差值相對(duì)監(jiān)測(cè)值未超過(guò)30%,且兩者的豎向位移變化趨勢(shì)基本一致,可說(shuō)明數(shù)值模擬計(jì)算可為后續(xù)的實(shí)際工程提供一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U455.43
【圖文】：

對(duì)于盾構(gòu)下穿淺覆土體的水域所需的最小覆土厚度的計(jì)算方法，目前最為簡(jiǎn)逡逑單和常見(jiàn)的計(jì)算分析方法為通過(guò)保持管片上覆土柱的重量與管片受到的浮力處于逡逑平衡狀態(tài)來(lái)進(jìn)行計(jì)算［３４］，管片計(jì)算簡(jiǎn)圖和管片受力示意圖如圖２－１和圖２－２所示。逡逑計(jì)算過(guò)程如下：逡逑%藉義希蟈危哄危鑠義希礤�？辶x賢跡玻憊芷撲慵蟯煎甕跡玻補(bǔ)芷芰κ疽饌煎義系ノ懷ざ裙芷災(zāi)兀俏哄義希清澹藉澹簦簦ǎ遙玻潁玻沐危ǎ玻保╁義希保卞義

本文編號(hào)：2805952