本文關(guān)鍵詞：沖擊荷載作用下樁基對鄰近隧道的影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著現(xiàn)代城市建設(shè)與軌道交通的飛速發(fā)展,地鐵與建筑物建設(shè)往往同時進行,相伴而生。建筑物打樁產(chǎn)生的沖擊荷載會對隧道的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動變形、應(yīng)力破壞等不利影響,對地鐵的正常運營、生命與財產(chǎn)安全造成了隱患。為了分析打樁作用對隧道的整體結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的影響,為工程施工、地鐵運營等提出可行性建議,本論文主要采用巖石動態(tài)過程破裂分析系統(tǒng)RFPA-dynamic,針對實際工程建立數(shù)值模型,模擬應(yīng)力波在介質(zhì)中傳播以及隧道襯砌受應(yīng)力作用和破壞的過程,從單一均質(zhì)土層模型以及實際土層模型等多方面出發(fā),討論了沖擊荷載作用下樁基對鄰近隧道的應(yīng)力、振動及變形的影響。具體內(nèi)容可分為如下幾個方面：1.為驗證本論文所建立的關(guān)于樁基沖擊荷載與隧道相互作用模型的可靠性,參照實驗具體參數(shù),對已有研究的物理實驗進行模擬研究,分析落錘沖擊荷載作用下含單側(cè)預(yù)制裂紋梁的斷裂過程,對比驗證數(shù)值模型的可行性。2.根據(jù)實際地質(zhì)情況建立單一均質(zhì)的土體-結(jié)構(gòu)相互作用模型,分別模擬了不同沖擊荷載(應(yīng)力波峰值大小)、不同深度、不同距離條件下打樁對隧道襯砌結(jié)構(gòu)的影響,并比較不同變形模量土層條件下沖擊荷載對隧道的影響。通過數(shù)值試驗分析各位置的應(yīng)力響應(yīng)特征,識別隧道的不利影響區(qū)域,并總結(jié)襯砌結(jié)構(gòu)可能的破壞形式。3.按照實際工程地質(zhì)條件建立數(shù)值模型,研究不同巖土層交界處應(yīng)力波的反射和非均質(zhì)土體對應(yīng)力波的散射作用,分析隧道襯砌結(jié)構(gòu)對在不同沖擊荷載、不同深度、不同距離下打樁的動力響應(yīng),并與單一均質(zhì)土層模型進行比對,綜合分析應(yīng)力、振速等結(jié)果,為實際工程提出參考性建議。通過綜合分析均質(zhì)土體模型與實際工程中的數(shù)值模擬結(jié)果,研究表明：襯砌結(jié)構(gòu)靠近樁位一側(cè)的上1/4弧段受沖擊作用最明顯；打樁能量越大,應(yīng)力波峰值越高,襯砌結(jié)構(gòu)單元應(yīng)力響應(yīng)越明顯,振動速度及位移越大,越容易受到破壞；當(dāng)樁底與隧道中心相對距離比較近時,對襯砌結(jié)構(gòu)的沖擊影響最為不利,而當(dāng)樁底已超過隧道埋深,打樁沖擊作用對隧道襯砌作用逐漸減弱；打樁與隧道間隔距離越遠,應(yīng)力波衰減越大,對隧道襯砌影響越小。此外,還發(fā)現(xiàn)打樁深度較淺且有多種土層交界面存在的條件下,應(yīng)力波在土體與空氣交界面、不同土層交界面發(fā)生反射,與直接傳遞的應(yīng)力波疊加可能對隧道襯砌造成更不利的沖擊影響；土層變形模量越大,應(yīng)力波傳遞速度越快,而損耗能量越小,對于鄰近隧道的沖擊作用越明顯。通過研究施工過程中打樁對鄰近地鐵隧道的影響分析,對于地鐵隧道的設(shè)計及施工、地鐵運輸?shù)倪\營、地鐵日常的監(jiān)測維護、工程建設(shè)施工安全管理都具有十分重要的應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：打樁 落錘實驗 沖擊荷載 隧道 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U456.3;TU473.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題的理論意義與應(yīng)用價值10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 沖擊荷載作用下脆性材料特性研究11-12
• 1.2.2 沖擊荷載作用對地下構(gòu)筑物的影響研究12-13
• 1.2.3 預(yù)制樁打樁過程研究13-14
• 1.2.4 應(yīng)力波傳播規(guī)律研究14-15
• 1.3 本文研究內(nèi)容15-16
• 2 數(shù)值試驗方法與打樁作用基礎(chǔ)理論16-23
• 2.1 RFPA2D-Dynamic介紹16-18
• 2.2 樁錘對樁的沖擊作用模型18-20
• 2.2.1 沖擊荷載特性18
• 2.2.2 沖擊荷載的數(shù)學(xué)表達18-20
• 2.3 應(yīng)力波在介質(zhì)中的傳播理論20-23
• 2.3.1 應(yīng)力波的傳遞20-21
• 2.3.2 應(yīng)力波的衰減21-23
• 3 含單側(cè)預(yù)制裂紋梁的沖擊試驗的數(shù)值模擬驗證23-32
• 3.1 引言23
• 3.2 數(shù)值模型23-25
• 3.3 模擬結(jié)果及裂紋擴展分析25-29
• 3.4 數(shù)值模擬與物理實驗比對29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-32
• 4 均質(zhì)土體中打樁對鄰近地鐵隧道影響的數(shù)值模擬32-60
• 4.1 引言32
• 4.2 數(shù)值模擬計算模型32-34
• 4.2.1 模型尺寸與參數(shù)32-34
• 4.2.2 界面處理34
• 4.2.3 加載形式34
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析34-58
• 4.3.1 隧道襯砌截面不利影響區(qū)域分析35-42
• 4.3.2 打樁能量對隧道的影響分析42-47
• 4.3.3 樁基深度對隧道的影響分析47-51
• 4.3.4 樁基距離對隧道的影響分析51-57
• 4.3.5 土體參數(shù)對沖擊作用的影響分析57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 5 實際工程中打樁對鄰近地鐵隧道影響的數(shù)值模擬60-78
• 5.1 工程概況60-61
• 5.2 計算模型61-63
• 5.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析63-75
• 5.3.0 隧道襯砌截面不利影響區(qū)域分析64-66
• 5.3.1 打樁能量對隧道的動力響應(yīng)分析66-69
• 5.3.2 樁基深度對隧道的動力響應(yīng)分析69-71
• 5.3.3 樁基距離對隧道的動力響應(yīng)分析71-74
• 5.3.4 工程模型與理想模型對比分析74-75
• 5.4 工程風(fēng)險分析及相關(guān)技術(shù)對策75-77
• 5.5 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻80-82
• 致謝82-83

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