發(fā)布時(shí)間：2020-08-23 13:14

【摘要】：隨著現(xiàn)今地下空間開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展,地鐵已普遍成為緩解城市交通壓力的重要手段。然而地鐵隧道多修建在城市中心繁華地帶,其周圍市政管線及建筑物密集,地鐵盾構(gòu)隧道施工會不可避免造成周圍土層位移及應(yīng)力發(fā)生變化,勢必使既有管線產(chǎn)生附加沉降和附加彎矩,影響管線正常工作。研究盾構(gòu)隧道施工對管線的影響,是隧道工程關(guān)注和研究的重要問題,具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文建立三維位移及應(yīng)力控制有限元模型,研究盾構(gòu)隧道施工對周圍土層及既有管線的影響規(guī)律,提出了既有管線的破壞標(biāo)準(zhǔn)和控制保護(hù)措施。本文主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下：1、運(yùn)用位移控制有限元模型計(jì)算結(jié)果與離心試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比,驗(yàn)證模型計(jì)算的可靠性,在此基礎(chǔ)上,分別對管隧正交和平行兩種工況,選取南寧軌道交通一號線沿線典型巖層組合建立模型,針對不同地層損失率、隧道直徑、管隧間距、管線材質(zhì)等因素,對隧道施工對地層及管線位移、應(yīng)力變化的影響進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示,不同地層損失率、隧道直徑對管線變形及應(yīng)力影響較大；不同管隧垂直距離、不同管線材質(zhì)對地表及管線沉降影響較弱。2、結(jié)合區(qū)間隧道工程監(jiān)測實(shí)例,建立了相應(yīng)的應(yīng)力控制有限元模型,對比監(jiān)測與模型計(jì)算結(jié)果,驗(yàn)證了模型計(jì)算的可靠性。針對管隧正交、平行兩種工況建模,探討了隧道施工參數(shù)對管線位移、應(yīng)力的影響。結(jié)果顯示,不同盾構(gòu)掘進(jìn)速率、注漿條件以及掘進(jìn)面推進(jìn)距離、超挖量對管線的影響較為顯著。3、在盾構(gòu)隧道施工對既有管線的參數(shù)影響分析基礎(chǔ)上,結(jié)合有限元計(jì)算結(jié)果提出了地下既有管線的安全判別方法。結(jié)果顯示：不同材質(zhì)管線中,鑄鐵管管線破壞風(fēng)險(xiǎn)較大；地層損失率超過1.5%、注漿壓力小于0.01MPa時(shí),管線破壞風(fēng)險(xiǎn)較大；當(dāng)管隧距離小于1.20倍開挖直徑、掘進(jìn)進(jìn)尺每步超過1.25倍開挖直徑時(shí),管線的最大彎曲應(yīng)力均超過管線允許彎曲應(yīng)力,管線有破壞的風(fēng)險(xiǎn)；在此基礎(chǔ)上提出了地下既有管線的保護(hù)措施,為地下既有管線的保護(hù)提供參考。
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU990.3;U455.43

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本文編號：2801570