【碩士】受盾構隧道施工影響砌體結構房屋性狀

內容簡介

　　修建城市地鐵隧道時經(jīng)常不可避免地要下穿建筑物乃至建筑群．砌體結構建筑物受到盾構隧道施工的影響問題一直是軟土地區(qū)地鐵施工的難題所在，也是城市環(huán)境土工問題的重要方面．研究盾構法隧道施工引起的上方建筑物(尤其是砌體結構房屋)的力學性狀課題具有較為重要的理論意義和實用價值．本文在廣泛調研國內外相關文獻資料的基礎上，以杭州市地鐵1號線某一區(qū)問隧道穿越住宅群為工程背景，采用工程實測分析、理論分析和數(shù)值計算相結合的方法，對盾構隧道施工引起的砌體結構房屋底部的沉降特征、房屋屋頂?shù)某两堤卣?、房屋立面沉降曲線和底部沉降曲面的數(shù)學描述、房屋底部平面的扭曲變形、房屋的三維變形特征以及房屋的力學性狀等方面進行了研究．基于工程實測數(shù)據(jù)，針對房屋與盾構斜交、房屋與盾構近似平行兩種情形，按照單線隧道與雙線隧道兩種工況，研究了建筑物底部監(jiān)測點在盾構到達前、盾構到達時、盾構通過時、盾尾通過后與后續(xù)沉降等5個階段的沉降歷時變化規(guī)律，比較研究了不同位置處測點的沉降規(guī)律差異，比較研究了建筑物不同立面沉降之　　問的差異以及建筑物立面沉降的分布特征．基于工程實測數(shù)據(jù)，按照單線隧道和雙線隧道兩種工況，較深入地研究了建筑物屋頂測點沉降的歷時變化規(guī)律、建筑物立面沉降曲線的變化特征以及屋頂不同位置處測點的沉降差異．對比分析了建筑物屋頂沉降與其底部沉降分布的異同之處．在建筑物底部和屋頂沉降特征研究的基礎上，按照建筑物與隧道的不同空間位置，研究了工程實例中建筑物立面沉降的不同數(shù)學描述問題，給出了沉降曲線數(shù)學表達式以及相應的地層損失率和沉降槽寬度參數(shù)的建議取值．在此基礎上，得出了建筑物底部平面受盾構隧道施工影響的沉降曲面表達公式，推導了隧道上方地表建筑物底部平面扭曲變形的相應計算公式．結合工程實例，研究了建筑物底部平面在隧道穿越期間的扭曲變形變化過程．　　按照單線隧道和雙線隧道下穿建筑物兩種工況，開展了受盾構隧道施工影響的上方建筑物三維變形的工程測試工作．基于大量的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，初步分析了由隧道施工引起的建筑物豎向位移(沉降)、立面內水平位移(x向水平位移)和立面外水平位移(Y向水平位移)等三維變形沿建筑物高度方向的分布特征，得出了建筑物三維變形方面的一些基本規(guī)律．采用三維有限元法對砌體結構建筑物受盾構施工影響的過程進行了模擬，得出了建筑物的沉降和應力分布規(guī)律，給出了建筑物下方地層變形的分布規(guī)律，驗證了建筑物的存在改變了隧道周圍土體位移場的分布．同時，也在大量數(shù)值計算的基礎上分析了隧道軸線夾角、隧道相對于建筑物的偏心比、隧道中心埋深、房屋層數(shù)和房屋長度等因素對建筑物性狀的影響特征?！　?

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