在城市人口密集區(qū)修建地下綜合管廊工程將面臨周邊環(huán)境風(fēng)險較多、安全控制標(biāo)準(zhǔn)較高及工期受限等難題。本研究基于長距離近接既有運營隧道的地下綜合管廊工程,運用理論分析、數(shù)值仿真分析等理論方法及現(xiàn)場工程應(yīng)用,開展了城市人口密集區(qū)綜合管廊長距離近接既有運營地鐵隧道施工的擾動變形機理及防控技術(shù)措施研究,主要研究成果如下:(1)針對長距離近接既有線擾動的具體特點簡化模型為含雙圓孔的無限半平面問題,基于彈性復(fù)勢理論在解析無限半平面彈性問題平面中的應(yīng)用,采用保角變換法及施沃茨交替迭代法,研究了適用于求解邊界受開挖卸荷擾動影響的雙洞孔周變形及應(yīng)力問題的復(fù)變解析分量,建立的解析方程能為分析不同近接距離條件下最不利情況引起既有線的位移提供理論依據(jù)。(2)在開挖卸荷面逐漸接近既有線的過程中,地層中應(yīng)力卸載區(qū)會經(jīng)歷“平面擴展,縱向深入”的發(fā)展過程。既有線截面輪廓在逆土拱區(qū)作用下受壓產(chǎn)生朝向坑內(nèi)松動區(qū)方向的變形,側(cè)土拱區(qū)在開挖過程中隨基坑卸載率及卸載度的增加而不斷向地層深處發(fā)展。結(jié)構(gòu)施作及回填反壓造成既有線管片輪廓出現(xiàn)“縱向壓縮,橫向伸長”的現(xiàn)象,會進一步增加既有線不均勻變形的風(fēng)險。既有線拱頂位移總體與卸載率及卸載度...

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 近接擾動既有線理論與分析研究
        1.2.2 受擾動既有線工程試驗研究
        1.2.3 近接開挖擾動防控技術(shù)研究
    1.3 目前存在的問題
    1.4 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
第2章 近軌開挖地層應(yīng)力位移復(fù)變解析
    2.1 引言
    2.2 彈性復(fù)勢解析基本理論
        2.2.1 雙調(diào)和復(fù)變函數(shù)表達
        2.2.2 復(fù)平面內(nèi)應(yīng)力及位移分量表示
        2.2.3 復(fù)變解析分量φ₁(z)和θ₁(z)的表示形式
        2.2.4 近軌開挖卸載邊界條件的復(fù)變表示法
        2.2.5 復(fù)平面中單連通域保角變換解析法
        2.2.6 復(fù)平面雙連通域的交替迭代解析法
    2.3 近軌開挖簡化模型及復(fù)變解析方法
        2.3.1 求解問題簡化及解離分析
        2.3.2 復(fù)變解析分量及邊界條件
    2.4 算例
        2.4.1 邊界有荷載的單隧道求解過程
        2.4.2 邊界有荷載的雙隧道求解過程
    2.5 本章小結(jié)
第3章 長距管廊近軌施工土拱效應(yīng)研究
    3.1 引言
    3.2 數(shù)值模型及現(xiàn)場實測驗證
        3.2.1 工況介紹
        3.2.2 近軌開挖三維模型
        3.2.3 地層本構(gòu)模型及參數(shù)
        3.2.4 模擬開挖步序
        3.2.5 模型合理性驗證
    3.3 擾動地層應(yīng)力及位移演化規(guī)律
        3.3.1 坑底土體應(yīng)力傳遞規(guī)律
        3.3.2 支護結(jié)構(gòu)外側(cè)土體應(yīng)力傳遞規(guī)律
        3.3.3 受擾動既有線位移發(fā)展規(guī)律
        3.3.4 坑底卸載距離對既有線位移的影響
    3.4 擾動地層土拱效應(yīng)分析
        3.4.1 坑內(nèi)逆土拱效應(yīng)發(fā)展規(guī)律
        3.4.2 墻側(cè)土拱效應(yīng)發(fā)展規(guī)律
        3.4.3 地層土拱區(qū)分布規(guī)律
    3.5 本章小結(jié)
第4章 近軌開挖工藝參數(shù)敏感性分析研究
    4.1 正交試驗概述及試驗因素分析
        4.1.1 正交試驗原理
        4.1.2 試驗因素及模型材料參數(shù)
    4.2 受擾動既有線正交試驗分組設(shè)計
    4.3 正交試驗結(jié)果分析與評價
        4.3.1 拱頂豎向位移受開挖參數(shù)變化擾動影響分析
        4.3.2 既有線結(jié)構(gòu)豎向收斂值受開挖參數(shù)變化擾動影響分析
        4.3.3 既有線結(jié)構(gòu)橫向收斂值受開挖參數(shù)變化擾動影響分析
        4.3.4 既有線及地層變形受開挖參數(shù)變化擾動影響分析
        4.3.5 地層土拱區(qū)受開挖參數(shù)變化擾動影響分析
    4.4 開挖工況參數(shù)優(yōu)化現(xiàn)場驗證
    4.5 本章小結(jié)
第5章 管廊近軌開挖擾動防控技術(shù)現(xiàn)場試驗研究
    5.1 概況
        5.1.1 管廊工程環(huán)境概況
        5.1.2 風(fēng)險工程等級分類及控制標(biāo)準(zhǔn)
    5.2 近接既有線開挖擾動控制技術(shù)
        5.2.1 既有線變形控制機理
        5.2.2 既有線變形控制流程
    5.3 開挖施工方案優(yōu)化對比分析
        5.3.1 原工況—盆式開挖法
        5.3.2 優(yōu)化工況—島式開挖法
    5.4 優(yōu)化開挖工藝現(xiàn)場試驗
        5.4.1 監(jiān)測指標(biāo)及遠程自動化監(jiān)測設(shè)備
        5.4.2 開挖擾動效應(yīng)分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：3875630