【碩士】軟土盾構(gòu)施工擾動(dòng)引起隧道縱向變形研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2009年　　隨著越來越多盾構(gòu)法隧道投入建設(shè)和運(yùn)營，在軟土地區(qū)，其縱向變形引起接縫張開、滲漏水等問題愈發(fā)突出?？v向變形問題在隧道建設(shè)期及運(yùn)營期普遍存在，且影響著隧道的使用及安全。施工期擾動(dòng)是隧道縱向變形的重要影響因素之一，隧道施工期縱向變形及長(zhǎng)期沉降的一部分可歸結(jié)為擾動(dòng)所引起。為從根源上減小隧道縱向變形效應(yīng)，在建設(shè)期減小施工擾動(dòng)，控制隧道縱向變形帶來的一系列問題，確保隧道的正常使用及安全。本文結(jié)合上海地區(qū)盾構(gòu)隧道建設(shè)及運(yùn)營實(shí)踐，運(yùn)用理論分析、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及數(shù)值模擬對(duì)盾構(gòu)施工擾動(dòng)引起隧道縱向變形問題進(jìn)行研究。主要包括以下內(nèi)容：　　1．從周圍土體應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)及物理力學(xué)特性三個(gè)方面總結(jié)盾構(gòu)旌工對(duì)周圍土體的擾動(dòng)；基于彈性地基梁理論分析土一隧道共同作用，引入高斯曲線分析局部擾動(dòng)下隧道縱向變形，以實(shí)例分析局部擾動(dòng)對(duì)隧道縱向變形的影響。　　2．基于施工擾動(dòng)，對(duì)盾構(gòu)隧道施工期上浮、縱向沉降進(jìn)行分析，把兩者歸為隧道施工期縱向變形。對(duì)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行討論，以泥水平衡盾構(gòu)隧道及土壓平衡盾構(gòu)隧道為實(shí)例，分析隧道施工期縱向變形；對(duì)隧道施工期縱向變形曲線進(jìn)行擬合并計(jì)算其曲率，得出隧道施工期縱向彎曲嚴(yán)重，接近螺栓受拉屈服狀態(tài)。　　3．以實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析施工期擾動(dòng)對(duì)隧道長(zhǎng)期沉降的影響，研究表明：在隧道擾動(dòng)程度高、前期沉降較大的地方，長(zhǎng)期沉降發(fā)展較快，這加劇了隧道縱向變形效應(yīng)。采用多項(xiàng)式擬合隧道縱向沉降，分析縱向沉降下隧道結(jié)構(gòu)變形特性，評(píng)價(jià)上海地鐵一號(hào)線下行線隧道整體結(jié)構(gòu)性能?！　?．采用三維有限差分程序?qū)浲炼軜?gòu)施工引起隧道縱向變形進(jìn)行數(shù)值模擬。主要有五個(gè)方面：①注漿效果及盾尾空隙的影響；②地層應(yīng)力釋放的影響；③局部超孔隙水壓力消散的影響；④隧道局部滲漏的影響；⑤隧道縱向彎曲形態(tài)下橫向變形及內(nèi)力分布情況。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，得出施工擾動(dòng)下隧道縱向變形相關(guān)規(guī)律。　　

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