【摘要】：地下管線是現(xiàn)代化城市中不可或缺的重要基礎(chǔ)設(shè)施,在供電、通信、給排水等工程中有著廣泛的應(yīng)用,其擔負著能量輸送、傳遞信息、給水、排污等多們?nèi)粘Ｉ钪械碾y題。為緩解交通壓力,城市地下軌道交通建設(shè)就成為我國城市現(xiàn)代化發(fā)展的必然選擇。但地下軌道交通建設(shè)的施工將會對其上部土體中埋設(shè)的既有管線造成影響,如何保證地下管線在正常工作的環(huán)境下進行地鐵隧道安全施工就成為一個亟待解決的問題。同時地下管線的變形在流固耦合作用下會表現(xiàn)極為明顯,甚至將會對地下管線造成破壞。但現(xiàn)階段針對流固耦合的城市地下軌道交通建設(shè)施工對地下管線的影響研究較少。本文通過實際工程,開展基于流固耦合的盾構(gòu)隧道施工對地下管線變形的影響研究,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1.基于Winkler彈性梁理論,對盾構(gòu)隧道施工對地下管線的擾動機理進行研究,并針對地下管線與盾構(gòu)隧道施工空間垂直的工況,考慮滲流場-應(yīng)力場的流固耦合作用,分析了地下管線在盾構(gòu)隧道施工中的變形;2.以某軌道交通工程地鐵1號線某標段為研究對象,進行基于流固耦合的盾構(gòu)隧道施工對地下管線變形影響的數(shù)值模擬;利用PLAXIS 3D有限元分析軟件,采用小應(yīng)變土體硬化本構(gòu)模型,研究了初始水位高度、盾構(gòu)隧道開挖深度、盾構(gòu)隧道埋深以及管徑等因素對地下管線變形的影響,分析了地下管線在不同影響因素作用下的豎向位移變化規(guī)律;3.對該標段上與之空間相交的某地下管線進行豎向位移監(jiān)測,并將監(jiān)測數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬所得到的地下管線變形進行對比分析。結(jié)果表明:數(shù)值模擬所得的結(jié)果與監(jiān)測數(shù)據(jù)吻合,驗證了所建的基于流固耦合的盾構(gòu)隧道施工對地下管線變形影響模型和研究方法的準確性和實用性。本文利用有限單元法進行數(shù)值模擬,對基于流固耦合的盾構(gòu)隧道施工對地下管線變形的影響進行了研究,分析了地下管線在盾構(gòu)隧道開挖過程中的變形特點,為盾構(gòu)隧道施工在下穿地下管線時提供了施工指導與改進方案,對有地下管線的盾構(gòu)隧道施工安全具有一定的意義。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：U455.43;TU990.3

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