【摘要】：本文將LNG管線視為剛性管線,就地鐵盾構(gòu)施工過程中對地下LNG管線的影響和施工參數(shù)優(yōu)化控制進行了研究。使用理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,對管線和土體的接觸作用和管線的受力和變形進行了分析;使用多輸出支持向量回歸算法對盾構(gòu)掘進過程中的施工參數(shù)進行了優(yōu)化。主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)使用兩階段法,對LNG管線與土體的法向接觸作用進行了分析。并對兩階段法計算過程進行了簡化,提出了梁-彈簧-地層模型,將兩階段法簡化為一個模型當中,并將梁-彈簧-地層模型的計算結(jié)果和兩階段法的結(jié)果進行了對比,結(jié)果表明計算誤差在合理范圍以內(nèi),證明梁-彈簧-地層模型的合理性。最后建立了線接觸單元,對管線和土體的切向接觸作用進行了分析。(2)基于溫克爾彈性地基假設,對盾構(gòu)隧道垂直下穿剛性管線時管線的變形進行了求解。首先提出隧道開挖時管線周圍土體地基系數(shù)k值為非均勻的假設,建立了管線微段的受力平衡微分方程,使用伽遼金加權(quán)殘值法,對微分方程的數(shù)值解進行了求解,并使用Maple軟件編制了相應的計算程序。最后進行了算例分析,驗證了本文方法與假設的合理性。(3)使用MIDAS GTS NX軟件,對廈門軌道交通3號線林～洋區(qū)間下穿LNG管線進行了三維數(shù)值模擬,主要分析了盾構(gòu)隧道掘進時地表沉降、拱頂沉降和管線受力及變形的變化規(guī)律,并與監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了對比,結(jié)果表明,數(shù)值計算結(jié)果與監(jiān)測結(jié)果較吻合。(4)基于廈門軌道交通3號線林～洋區(qū)間下穿LNG管線實際工程項目,使用進化多輸出支持向量回歸算法建立預測模型,建立盾構(gòu)施工參數(shù)與管線應力及地表沉降的關(guān)系模型,并利用加入懲罰函數(shù)的遺傳算法(FPDC-GA)結(jié)合安全評價指標對盾構(gòu)施工參數(shù)進行了優(yōu)化,給出了優(yōu)化后的施工參數(shù)。
【圖文】：

對上述方法進行具體的應用。逡逑２．２．１地層－結(jié)構(gòu)有限兀模型建立逡逑如圖２－１，根據(jù)實際工程情況，使用ＭＩＤＡＳ邋ＧＴＳ邋ＮＸ軟件，建立地層－結(jié)構(gòu)法逡逑二維有限元模型。模型長７０ｍ，高４０ｍ。ＬＮＧ管線埋深為５．１６ｍ，隧道埋深約為逡逑１７ｍ。隧道直徑為６ｍ，徑向注漿半徑為２ｍ。模型左邊界到左線隧道距離取為４倍逡逑洞徑，為２４ｍ；模型右邊界到右線隧道距離取為４倍洞徑，為２４ｍ；模型底部距離逡逑隧道底部距離為２０ｍ，模型頂部取為實際地表。考慮到數(shù)值計算的精細程度，對隧逡逑道及隧道徑向加固區(qū)域網(wǎng)格控制為ｌｍＸｌｍ，模型邊界網(wǎng)格控制為２ｍＸ２ｍ。模型逡逑左右兩側(cè)邊界約束水平方向的位移，，底部約束水平和豎直兩個方向的位移，模型頂逡逑部不進行約束。逡逑本次模擬中，管片采用梁單元進行模擬。土體及徑向注漿部分采用平面應變單逡逑元。注漿材料根據(jù)前人研究

逡逑段彈簧內(nèi)力云圖，見圖２－６和圖２－７。將彈簧上下端位移數(shù)據(jù)提取出來，見表２－４逡逑和圖２－８。將彈簧內(nèi)力數(shù)據(jù)提取出來，見表２－５和圖２－９。逡逑ＤＩＳＰＬＡＣＥ１ＥＨＴ逡逑ＴＴ邋．邋？？逡逑■邋Ｗ°0ｉ逡逑遽枈邐＾邋Ｈ邋２４邋ｇｊ－０３１０＋０００逡逑ｉ邋Ｕ邋－３．４１９ｅ＋０００逡逑－邐—．．．．．——逡逑ｓ邋Ｉ；、—逡逑Ｉ邐ｊ邋３１４ａ邋ｌ邋ＱＯＩ逡逑■邋■邐？邋－１．４５３ｅ＋００１逡逑圖２－３左線隧道開挖后地中沉降圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－３邋Ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ邋ｔｕｎｎｅｌ邋ａｆｔｅｒ邋ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ逡逑ｄ＾ｓｐｌ￣逡逑ｌ—邋ｆ。逡逑Ｋ—邋｜，邋ｗ。。逡逑ＢＰ＇邐。。逡逑＾邋Ｕ邋ｉｏ．Ｓ＇９８０５＋０００逡逑■邐－５．３８９ｅ＋０００逡逑邐邋＊ｒ－邐｜６．；８．￣0逡逑Ｂ－逡逑■－邋＇邋－１．３
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U455.43;U231.3;TE973

【參考文獻】

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本文編號：2678447