【摘要】：隨著城市的快速發(fā)展,涌入城市的人群逐漸增加,造成城市人口倍增。雖然龐大的人群為城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了貢獻(xiàn),但同時(shí)也使城市變得十分擁堵,給人們出行帶來(lái)了困難。為了應(yīng)對(duì)這樣的矛盾,修建地鐵的高潮紛紛在全國(guó)各大城市上演。由于地鐵的建設(shè)需要穿越城市中心區(qū)域,而城市施工環(huán)境也十分的復(fù)雜,地鐵盾構(gòu)施工常常會(huì)穿越橋梁樁基施工;因?yàn)槎軜?gòu)施工會(huì)對(duì)周?chē)馏w產(chǎn)生較大的擾動(dòng),土層的移動(dòng)勢(shì)必會(huì)影響附近的樁基,從而就會(huì)危及到樁基的穩(wěn)定性。所以研究地鐵盾構(gòu)施工對(duì)地層以及鄰近樁基的影響,具有重大現(xiàn)實(shí)意義。本文將以廣佛環(huán)線廣州南站至白云機(jī)場(chǎng)段隧道施工實(shí)例為研究背景。根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查資料,利用有限元軟件ANSYS建立三維數(shù)值模型,研究了盾構(gòu)施工對(duì)地層的變化影響;分析了施工因素的改變對(duì)地表的影響規(guī)律;研究了盾構(gòu)施工對(duì)鄰近既有單樁的影響以及下穿東新高速群樁的影響。主要工作及研究成果如下:(1)通過(guò)建立隧道與土體的三維模型,分析隧道掘進(jìn)施工過(guò)程對(duì)地層和地表的變形影響;然后通過(guò)改變施工條件(開(kāi)挖面尺寸、隧道埋深、掌子面推力以及注漿壓力)研究盾構(gòu)施工對(duì)土體的影響特征;結(jié)果表明開(kāi)挖面尺寸越大,對(duì)土體擾動(dòng)范圍就越廣,進(jìn)而地表沉降槽的寬度就越大,地表沉降也將增大;隧道埋藏越深,對(duì)土體的擾動(dòng)也就越廣,同樣沉降槽寬度也將增大,但地表的沉降值將減小;注漿壓力的變化,對(duì)地表沉降影響較大,通過(guò)有效的控制注漿壓力將會(huì)降低隧道開(kāi)挖對(duì)地表的影響。(2)研究了盾構(gòu)開(kāi)挖對(duì)既有單樁的影響,分析了單樁在開(kāi)挖過(guò)程中的變形特征。通過(guò)單因素控制法分析了注漿壓力和掌子面推力對(duì)樁基的影響規(guī)律,結(jié)果表明掌子面推力的改變對(duì)樁體縱向變形影響較大,對(duì)橫向變形不明顯;注漿壓力的改變對(duì)樁體橫向變形較大,縱向影響較小。(3)依照上述研究方法。借助廣佛環(huán)線工程實(shí)例,通過(guò)云圖以及節(jié)點(diǎn)位移變化特征。分析了在群樁及承臺(tái)的作用下地層的變形特征以及管片的應(yīng)力和位移的變化值;并進(jìn)一步討論盾構(gòu)施工對(duì)群樁的影響,分析在隧道開(kāi)挖的過(guò)程中群樁位移的變化特征。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U455.43;U231;U443.15
【圖文】：

（c）管片有限元模型 （d）注漿層有限元模型圖 2.3 數(shù)值計(jì)算模型Fig 2.3 Numerical calculation model2.5 計(jì)算結(jié)果與分析在隧道施工的模擬過(guò)程中，怎樣模擬初始地應(yīng)力對(duì)成功模擬開(kāi)挖起到至關(guān)重要的作用，在 ANSYS 中，有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)初始地應(yīng)力的模擬。第一種方法是僅考慮巖體的自重應(yīng)力，不考慮巖體的構(gòu)造應(yīng)力；第二種方法以讀取始應(yīng)力文件的方式進(jìn)行。本文采用的是第一種方法，將巖體在自重作用下存的應(yīng)力場(chǎng)視為初始地應(yīng)力場(chǎng)，此方法雖簡(jiǎn)單方便，但是模擬計(jì)算出來(lái)的應(yīng)力并不是真實(shí)情況下的土體初始應(yīng)力場(chǎng)，與實(shí)際情況存在一定的偏差，同時(shí)，重力作用下，巖體會(huì)產(chǎn)生初始位移，在模擬隧道施工持續(xù)開(kāi)挖的過(guò)程中，計(jì)結(jié)果顯示的位移是疊加了由自重引起的初始位移，而實(shí)際上初始位移早已經(jīng)束了，絲毫不影響隧道施工，因此在每個(gè)階段由盾構(gòu)開(kāi)挖引起的位移變化必減去由自重條件下生成的初始位移場(chǎng)。經(jīng)計(jì)算，模型在自重應(yīng)力下Y 方向的

第1步開(kāi)挖產(chǎn)生的地表沉降Fig2.4Groundsettlementcausedbyexcavationinstep1

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文圖 2.4 第 1 步開(kāi)挖產(chǎn)生的地表沉降Fig 2.4 Ground settlement caused by excavation in step 1

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本文編號(hào)：2752547