【摘要】：隨著北京市地鐵線路的不斷增加,運營時間的不斷增長,隧道病害問題越來越嚴(yán)重。尤其是北京機場線盾構(gòu)隧道區(qū)間段滲漏水、裂縫、錯臺問題突出,為了能對病害進行有效的整治,必須了解病害的產(chǎn)生原因,作用機理等問題,因此,文章首先從機場線盾構(gòu)隧道現(xiàn)場調(diào)研入手,針對滲漏水、裂縫、錯臺等病害出現(xiàn)的數(shù)量、位置、特征進行了檢測和整理。通過分析發(fā)現(xiàn),滲漏水主要集中在盾構(gòu)隧道拱頂位置,裂縫主要出現(xiàn)在拱腰和拱頂位置,錯臺最嚴(yán)重的的位置主要在拱腳處。在對機場線病害分布特點進行分析后,發(fā)現(xiàn)造成盾構(gòu)區(qū)間段病害高發(fā)的主要原因是隧道不均勻沉降。為了研究不均勻沉降對盾構(gòu)隧道的影響,首先,在施工期和運營期兩個方面分析了隧道不均勻沉降的原因。然后,利用ABAQUS有限元軟件,依靠現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù),建立了 32環(huán)三維盾構(gòu)隧道模型,對不均勻沉降帶給盾構(gòu)隧道管片的影響進行應(yīng)力分析。結(jié)果表明:(1)在沒有發(fā)生沉降時,盾構(gòu)隧道拱頂內(nèi)側(cè)和拱腰外側(cè)受拉,拱腰內(nèi)側(cè)受壓,隧道結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定;(2)當(dāng)發(fā)生沉降,盾構(gòu)隧道管片最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在錯臺量最大管片附近,沉降值達到20mm時,拱頂位置最大拉應(yīng)力超過極限拉應(yīng)力而致使拱頂內(nèi)側(cè)發(fā)生受拉破壞;(3)沉降值達到45mm時,拱腰內(nèi)側(cè)的最大壓應(yīng)力超過極限壓應(yīng)力值,出現(xiàn)受壓破壞,同時,管片內(nèi)螺栓也發(fā)生屈服破壞。最后,利用經(jīng)驗公式計算出不均勻沉降對盾構(gòu)隧道在極限狀態(tài)下的影響,和數(shù)值模擬結(jié)果進行對比分析,發(fā)現(xiàn)兩者的計算結(jié)果十分接近,這個發(fā)現(xiàn)驗證了數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性,文章提出了盾構(gòu)隧道沉降的極限值50mm、報警值40mm、預(yù)警值35mm,并給出不同沉降值下對盾構(gòu)隧道狀態(tài)的預(yù)測。本文的創(chuàng)新點體現(xiàn)在:(1)在對隧道不均勻沉降數(shù)值模擬過程中,不僅考慮了縱向方向上的不均勻沉降,而且考慮了結(jié)構(gòu)受外力后橫向變形影響;(2)本文為了模擬出環(huán)內(nèi)六個管片、環(huán)與環(huán)之間的錯縫拼接、管片與螺栓之間的連接關(guān)系,建立了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)模型;(3)本文依托于"基于初始損傷北京地鐵盾構(gòu)隧道理論研究"項目,將數(shù)值模擬結(jié)果與工程實踐相結(jié)合,確保結(jié)論的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U455.43

【參考文獻】

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本文編號：2577572