本文關(guān)鍵詞：基坑開挖對下方地鐵隧道變形的影響研究

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【摘要】：隨著我國城市地下空間的大規(guī)模開發(fā)利用,跨越地鐵隧道上方的基坑工程日益增多,基坑開挖施工會(huì)改變周圍土層的應(yīng)力場和位移場,使下方地鐵隧道產(chǎn)生附加內(nèi)力和變形,影響地鐵運(yùn)營安全�；娱_挖對下方地鐵隧道變形的影響與控制成為當(dāng)前地下空間開發(fā)中遇到的重要問題。本文采用工程類比調(diào)研、理論解析分析和數(shù)值模擬分析等方法,對基坑開挖對下方地鐵隧道變形的影響與控制問題進(jìn)行研究,論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論包括：1、對基坑開挖引發(fā)下方隧道變形的機(jī)理進(jìn)行理論分析,收集并統(tǒng)計(jì)了國內(nèi)15個(gè)跨越地鐵隧道上方的基坑工程實(shí)例,對隧道的變形特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果表明：隧道的豎向位移表現(xiàn)為隧道頂部的隆起,統(tǒng)計(jì)的案例均對隧道的豎向位移進(jìn)行了監(jiān)測,并且50%以上的案例隧道的豎向位移達(dá)到或超過報(bào)警值(10mm)；對隧道水平位移監(jiān)測的案例很少,且監(jiān)測值較小,數(shù)據(jù)正負(fù)變化凌亂,沒有明顯的變化規(guī)律；對隧道收斂變形監(jiān)測的案例很少,隧道的收斂變形表現(xiàn)為水平方向壓縮、豎直方向拉伸,橫斷面呈豎橢圓狀。2、采用兩階段法對基坑開挖引發(fā)的下方隧道變形進(jìn)行解析分析,該方法既考慮了基坑開挖時(shí)坑底和四周坑壁的土體卸荷效應(yīng),又考慮了隧道與周圍土體的相互作用,比較符合工程實(shí)際。首先根據(jù)Mindlin理論解計(jì)算基坑開挖引起的作用在隧道上的附加應(yīng)力,然后基于Winkler地基模型將隧道視為彈性地基上的無限長梁,建立附加應(yīng)力作用下隧道縱向變形的平衡微分方程,求解得到隧道縱向變形和內(nèi)力。同時(shí)分析了基坑開挖面積、基坑開挖深度、地基土質(zhì)條件、隧道軸線到基坑軸線的距離、隧道埋深、隧道剛度、隧道外徑等因素對隧道變形和內(nèi)力的影響。最后,結(jié)合工程實(shí)例,與三維數(shù)值模擬結(jié)果及現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比分析,發(fā)現(xiàn)解析解與數(shù)值解、實(shí)測值大體一致。3、采用數(shù)值模擬方法分析基坑開挖引發(fā)的下方隧道橫斷面變形特性,結(jié)果表明：基坑開挖引發(fā)隧道橫斷面整體產(chǎn)生上抬位移和水平位移,橫斷面自身變形表現(xiàn)為豎直方向拉伸、水平方向壓縮,橫斷面呈豎橢圓狀。4、依托深圳桂廟路快速化改造工程跨越地鐵11號(hào)線的下穿隧道基坑,采用三維數(shù)值模擬方法,分析了土體加固、抗拔樁、堆載等施工措施對基坑開挖引發(fā)的下方隧道變形的控制效果,結(jié)果表明：土體加固對隧道變形的控制效果一般,抗拔樁、堆載對隧道變形的控制效果比較顯著；多種施工控制措施并用時(shí),隧道變形明顯減小。
【關(guān)鍵詞】：基坑開挖 隧道變形 控制措施 理論分析 解析分析 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U456.3;TU753
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 選題背景及研究意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 理論分析方面13-14
• 1.2.2 數(shù)值模擬方面14-15
• 1.2.3 室內(nèi)試驗(yàn)方面15
• 1.2.4 現(xiàn)場監(jiān)測方面15-16
• 1.3 論文的研究內(nèi)容和研究方法16-18
• 1.3.1 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.2 研究方法17-18
• 第2章 基坑開挖引發(fā)下方隧道變形的機(jī)理及特征分析18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 基坑開挖引發(fā)下方隧道變形機(jī)理分析18-20
• 2.2.1 隧道隆起變形機(jī)理分析18-19
• 2.2.2 隧道橫斷面收斂變形機(jī)理分析19-20
• 2.3 工程案例統(tǒng)計(jì)分析20-22
• 2.4 隧道的變形特征分析22
• 2.5 控制隧道變形的措施22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 基坑開挖引發(fā)下方隧道變形的解析分析24-49
• 3.1 引言24
• 3.2 基坑開挖對下方隧道影響的兩階段分析24-35
• 3.2.1 作用在地鐵隧道上的附加應(yīng)力24-30
• 3.2.2 地鐵隧道縱向變形理論30-35
• 3.3 地鐵隧道變形的影響因素分析35-45
• 3.3.1 地鐵隧道縱軸線到基坑軸線的距離對隧道受力和變形的影響35-37
• 3.3.2 地鐵隧道埋深對隧道受力和變形的影響37-38
• 3.3.3 基坑開挖深度對隧道受力和變形的影響38-39
• 3.3.4 基坑開挖卸荷面積對隧道受力和變形的影響39-43
• 3.3.5 地基土質(zhì)條件對隧道縱向變形的影響43-44
• 3.3.6 地鐵隧道剛度對隧道縱向變形的影響44
• 3.3.7 地鐵隧道外徑對隧道縱向變形的影響44-45
• 3.4 工程實(shí)例分析45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基坑開挖引發(fā)下方隧道變形的數(shù)值模擬分析49-60
• 4.1 引言49
• 4.2 計(jì)算模型與工況49-51
• 4.2.1 計(jì)算工況49-50
• 4.2.2 計(jì)算模型50
• 4.2.3 計(jì)算流程50-51
• 4.3 計(jì)算結(jié)果分析51-54
• 4.3.1 隧道埋深對隧道變形的影響分析51
• 4.3.2 隧道軸線到基坑軸線距離對隧道變形的影響分析51-52
• 4.3.3 綜合分析52-54
• 4.4 參數(shù)分析54-59
• 4.4.1 基坑開挖寬度對隧道變形的影響分析54-58
• 4.4.2 隧道剛度對隧道變形的影響分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 第5章 基坑開挖時(shí)下方隧道的變形控制研究60-71
• 5.1 引言60
• 5.2 工程依托60-62
• 5.2.1 工程概況60-61
• 5.2.2 工程地質(zhì)條件61-62
• 5.2.3 基坑施工方案及控制隧道變形措施62
• 5.3 三維數(shù)值模擬模型62-64
• 5.3.1 計(jì)算模型62-63
• 5.3.2 計(jì)算參數(shù)63-64
• 5.4 土體加固64-65
• 5.5 抗拔樁65-68
• 5.5.1 抗拔樁長度及排數(shù)對隧道變形的影響分析65-66
• 5.5.2 抗拔樁排布對隧道變形的影響分析66-68
• 5.6 堆載68-69
• 5.7 多種措施并用69-70
• 5.8 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果78

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