【摘要】：城市地鐵軌道現(xiàn)處于大發(fā)展時代,地鐵的建設(shè)中涉及到下臥隧道上覆土層開挖卸荷工程,在施工過程中可能會對周圍既有建筑物或后建筑物產(chǎn)生影響,縮短周圍既有建筑物正常使用年限,也可能會給后建工程產(chǎn)生難以控制的安全問題。本論文基于合肥高鐵站南廣場改建工程,利用Midas-GTS模擬軟件,選取合適的本構(gòu)模型,建立三維模型,分析了不同開挖方式和加固方式下既有隧道變形的影響,將模擬值與監(jiān)測數(shù)據(jù)比較,探討了上覆土層開挖對既有隧道變形的原理和控制技術(shù),主要的研究內(nèi)容如下:1)總結(jié)近幾年國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于上覆土層開挖卸載對既有隧道影響的研究成果,得出上覆土層開挖時既有隧道變形的規(guī)律,并提出本文的研究方法;2)分析不考慮時空效應(yīng)按順序大面積開挖以及不加固地層工況下地鐵1號線、5號線隧道的受力及變形趨勢,由模擬結(jié)果可知:該工況下的變形值大大超過限值,考慮到安全因素,在施工過程中應(yīng)采取一定的加固措施;3)結(jié)合工程實(shí)例,對既有隧道隆起變形機(jī)理及控制技術(shù)進(jìn)行分析。主要探討加固地層、改良土性,設(shè)置抗拔樁與壓梁,上覆土層開挖卸載順序三種開挖加固方式對既有隧道變形的控制效果。由模擬結(jié)果可知,既有隧道在上覆土層開挖后呈現(xiàn)拱頂隆起的趨勢,三種不同的開挖加固組合方式都在對隧道變形有一定的控制作用,且工況三的加固效果最好;4)通過1號線和5號線加固前后模擬值對比結(jié)果可知:考慮時空效應(yīng),采用土層分條小幅隔段跳挖上覆土層,在隧道上及兩側(cè)土體施加旋噴樁滿堂加固并進(jìn)行抗拔樁和壓頂梁的施工,最后施加頂板使其成為門式樁結(jié)構(gòu),相對于其他方法,能更有效的控制既有隧道的變形;由分析可知1號線后表明實(shí)測值與模擬值基本吻合,該控制方法在工程中具有實(shí)用性;最后作出總結(jié)和展望。
【圖文】：

圖 2-3 既有隧道上覆土層開挖卸載三維有限元分析模型Fig. 2-3 three-dimensional finite element analysis model of overburden excavation and unloading inexisting tunnels2.2.3 計(jì)算模型選定修正劍橋模型為等向硬化的彈塑性模型，該模型在模擬軟黏土受力變形特征時較好的體現(xiàn)土體的彈塑性變形趨勢和特點(diǎn)，以彈塑體應(yīng)變?yōu)橛不瘏?shù)來呈現(xiàn)粘性土在破壞前的非線性和依賴于應(yīng)力水平或路徑的變形，主要控制原始壓縮曲線的斜率、回彈曲線斜率、CSL 線的斜率、彈性參數(shù)泊松比、初始孔隙比以及前期固結(jié)壓力等六個參數(shù)，，對于關(guān)于軟黏土的工程問題研究分析應(yīng)用的比較廣泛。

開挖卸載底面未加固時隧道兩側(cè)土體主應(yīng)力Fig.2.8Shearstressofsoilonbothsidesoftunnelunderexcavationandunloading
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU753;U451

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2675164