富水地層盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性是施工安全控制的重點和難點。圍繞這一核心問題,考慮地下水的滲流時間效應,采用理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法展開系統(tǒng)研究。針對地層滲透性差、盾構(gòu)推進速度較快的不排水效應,提出不排水條件下盾構(gòu)隧道開挖面主動破壞的失穩(wěn)模式,采用極限分析上限法對極限支護力的計算方法進行研究,并通過數(shù)值模擬對極限支護力的解析解進行對比分析;針對地層滲透性好、盾構(gòu)推進速度較慢的排水效應,采用數(shù)值模擬方法給出開挖面受到的總滲透力的擬合公式,提出排水條件下盾構(gòu)隧道開挖面主動破壞時總極限支護力的分析方法,并與數(shù)值模擬得到的總極限支護力解析解進行對比分析;基于數(shù)值模擬,分析地下水滲流時間以及地層滲透系數(shù)對孔隙水壓力的影響,給出不排水條件與排水條件的判定思路;最后,結(jié)合工程實例,將本文研究成果應用到實際工程富水盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性的分析中。主要研究內(nèi)容有:（1）針對不排水條件下盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性問題,提出適用于均質(zhì)土的由多個剛性截橢圓柱體組成的主動失穩(wěn)模式和適用于成層土的由五個剛性截橢圓柱體以及均布荷載組成的主動失穩(wěn)模式;基于極限分析上限法,分別推導兩種失穩(wěn)模式對應的極限支護力計算公式,并通過... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 地下水滲流時間效應
    1.3 隧道開挖面穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 理論分析
        1.3.2 數(shù)值模擬
        1.3.3 模型試驗
        1.3.4 現(xiàn)場監(jiān)測
    1.4 當前研究中存在的問題
    1.5 論文研究內(nèi)容與方法
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 研究方法
        1.5.3 技術(shù)路線
第2章 盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性的不排水效應分析
    2.1 均質(zhì)土不排水條件下盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性分析方法
        2.1.1 開挖面極限支護力的理論分析方法
        2.1.2 基于影響因素分析的極限支護力擬合公式
        2.1.3 開挖面極限支護力的數(shù)值模擬
        2.1.4 計算結(jié)果對比分析
    2.2 成層土不排水條件下盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性分析方法
        2.2.1 開挖面極限支護力的理論分析方法
        2.2.2 基于影響因素分析的極限支護力擬合公式
        2.2.3 開挖面極限支護力的數(shù)值模擬
        2.2.4 計算結(jié)果對比分析
    2.3 本章小結(jié)
第3章 盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性的排水效應分析
    3.1 排水條件下隧道開挖面穩(wěn)定性的現(xiàn)有理論分析方法
        3.1.1 現(xiàn)有理論分析方法
        3.1.2 存在的不足
    3.2 排水條件下盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性分析方法概述
        3.2.1 分析方法概述
        3.2.2 有效支護力的計算
        3.2.3 總滲透力的分析方法
    3.3 基于數(shù)值模擬的總滲透力計算擬合公式
        3.3.1 總滲透力比影響因素分析
        3.3.2 開挖面水壓力為零時的總滲透力比曲線擬合
        3.3.3 開挖面水壓力為0.25P0時的總滲透力比曲線擬合
        3.3.4 開挖面水壓力為0.5P0時的總滲透力比曲線擬合
        3.3.5 開挖面水壓力為0.75P0時的總滲透力比曲線擬合
    3.4 排水條件下開挖面總極限支護力的分析方法
        3.4.1 開挖面水壓力為零
        3.4.2開挖面水壓力為0.25P0
        3.4.3開挖面水壓力為0.5P0
        3.4.4開挖面水壓力為0.75P0
        3.4.5開挖面水壓力為P0
    3.5 排水條件下開挖面總極限支護力解析解的對比分析
        3.5.1 開挖面水壓力為零
        3.5.2開挖面水壓力為0.25P0
        3.5.3開挖面水壓力為0.5P0
        3.5.4開挖面水壓力為0.75P0
        3.5.5開挖面水壓力為P0
    3.6 開挖面水壓力對總極限支護力的影響
    3.7 本章小結(jié)
第4章 排水條件判定與開挖面極限支護力計算的工程應用
    4.1 不排水效應與排水效應的判定
        4.1.1 地下水滲流時間對地層孔隙水壓力的影響
        4.1.2 地層滲透系數(shù)對孔隙水壓力的影響
        4.1.3 不排水與排水條件的判定
    4.2 工程應用
        4.2.1 不排水效應
        4.2.2 排水效應
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論
展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]深埋盾構(gòu)隧道開挖面三維對數(shù)螺旋破壞模式的上限分析[J]. 馮利坡,鄭永來,鄧樹新,李文峋.  巖土力學. 2015(07)
[2]黏土地層隧道開挖面三維穩(wěn)定性上限分析[J]. 宋春霞,黃茂松,周維祥.  巖土工程學報. 2015(04)
[3]基于開挖面實際破壞模式的盾構(gòu)隧道穩(wěn)定性分析模型[J]. 胡欣雨,張子新.  上海交通大學學報. 2013(09)
[4]滲流條件下三維盾構(gòu)隧道開挖面極限支護壓力[J]. 呂璽琳,李馮締,黃茂松,焦齊柱,胡雯婷.  巖土工程學報. 2013(S1)
[5]考慮滲流影響的盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定上限分析[J]. 王浩然,黃茂松,呂璽琳,周維祥.  巖土工程學報. 2013(09)
[6]砂土地層盾構(gòu)隧道開挖面被動破壞極限支護力研究[J]. 陳仁朋,齊立志,湯旅軍,周保生.  巖石力學與工程學報. 2013(S1)
[7]飽和沙土中土壓盾構(gòu)開挖面極限支護力[J]. 劉維,張翔杰,唐曉武,朱季,陳仁朋.  浙江大學學報(工學版). 2012(04)
[8]管棚預支護條件下水下隧道開挖面三維穩(wěn)定性分析[J]. 王海濤,賈金青,白海峰.  中國安全科學學報. 2012(01)
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[10]考慮滲流的多層土盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性分析[J]. 喬金麗,張義同,高健.  巖土力學. 2010(05)

博士論文
[1]飽和成層土中盾構(gòu)掘進面穩(wěn)定理論性研究[D]. 劉維.浙江大學 2013
[2]隧道圍巖塌落機理與錨桿支護結(jié)構(gòu)的上限分析研究[D]. 黃阜.中南大學 2012
[3]軟弱圍巖大斷面隧道開挖面穩(wěn)定性及控制研究[D]. 李斌.西南交通大學 2012
[4]海底隧道圍巖穩(wěn)定性分析與控制研究[D]. 李鵬飛.北京交通大學 2011
[5]隧道管棚預支護體系的力學機理與開挖面穩(wěn)定性研究[D]. 王海濤.大連理工大學 2009
[6]盾構(gòu)隧道開挖面的穩(wěn)定性分析[D]. 喬金麗.天津大學 2009
[7]盾構(gòu)施工開挖面變形與破壞機理研究[D]. 秦建設.河海大學 2005

碩士論文
[1]砂土隧道開挖面穩(wěn)定性分析模型試驗研究[D]. 陳博.中國地質(zhì)大學（北京） 2014
[2]淺埋透水復合地層泥水盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性及掘進參數(shù)研究[D]. 曹成勇.中南大學 2014
[3]雙圓盾構(gòu)隧道開挖面破壞機理研究[D]. 涂曉明.中國地質(zhì)大學（北京） 2013
[4]大麗高速雙龍富水隧道穩(wěn)定性分析及防排水措施研究[D]. 楊卓.昆明理工大學 2013
[5]砂層地基盾構(gòu)隧道開挖面被動破壞支護力研究[D]. 齊立志.浙江大學 2012
[6]城市隧道盾構(gòu)法施工開挖面穩(wěn)定性研究[D]. 裴洪軍.河海大學 2005



本文編號：3382560