發(fā)布時間：2020-08-11 21:25

【摘要】：佛山地區(qū)地處近海沉積軟黏土層,盾構(gòu)隧道在穿越這種地層時會承受極其復(fù)雜的荷載,由于軟黏土復(fù)雜的工程特性難以在隧道上方地層形成拱效應(yīng)使隧道承受的荷載多半是上覆土體的重量,因此在設(shè)計工作中準確分析出襯砌結(jié)構(gòu)承受的荷載種類極其大小是確保施工安全及結(jié)構(gòu)壽命的關(guān)鍵所在。我國設(shè)計工作者慣用的方法是采用豎直荷載均勻分布,水平荷載呈線性分布的計算模型做結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算,然而隨著地下工程的大力發(fā)展我國的工程建設(shè)逐步挑戰(zhàn)各種復(fù)雜的地質(zhì)條件,在此情況下如果還采用現(xiàn)有的計算模型無疑會造成計算的偏差和材料的浪費。為研究佛山特殊地層地質(zhì)條件下襯砌管片所承受的外荷載分布規(guī)律,論文首先從理論的角度出發(fā)結(jié)合該地區(qū)的實際情況綜合分析假定四種荷載分布模式,進而通過模型試驗?zāi)M原型的受力情況,并結(jié)合各分布模式的有限元數(shù)值計算進行反分析,根據(jù)反分析結(jié)果及計算數(shù)據(jù)提出適合該地層的荷載分布模式。1.基于現(xiàn)有的荷載分布研究及佛山地鐵2號線的地質(zhì)概況,假定四種荷載分布模式:豎直荷載均布與水平荷載線性分布的組合、豎直荷載均布與水平荷載拋物線分布的組合、豎直荷載拋物線與水平荷載線性分布的組合、豎直與水平均為拋物線分布的組合。2.以高嶺土和膨潤土為主要基材并加入一定比例的黃土和河砂配制人工黏土,最終土工試驗結(jié)果表明所研制的相似地層土滿足相似要求。以石膏作為模型襯砌的相似材料、0.6mm鋼絲網(wǎng)模擬配筋通過澆筑的工藝制作模型隧道,壓縮試驗及模型試驗的結(jié)果表明其配比及彈性模量能較好的反應(yīng)原型的力學(xué)特性。3.模型試驗所監(jiān)測的內(nèi)力及土壓力總體上近似對稱分布,驗證了均質(zhì)圓環(huán)模型的力學(xué)特性。最大彎矩出現(xiàn)在拱頂為92.4KN·m,最小彎矩于左拱腰處為-39.9KN·m,最大軸力于左下半拱腰為-960KN,最小軸力則為-1275.75KN于右上半部拱腰。將拱頂監(jiān)測壓力作為已知荷載施加在四個模式上,數(shù)據(jù)顯示各模式都與實測內(nèi)力值存在不同程度的偏差,偏差的幅度則主要受水平荷載分布影響,豎向荷載的分布對其影響稍小。4.通過ABAQUS 14.0有限元軟件建立與四種荷載荷載模式對應(yīng)的計算模型,以試驗實測內(nèi)力為已知量,通過荷載-內(nèi)力曲線分別反分析出荷載數(shù)值并代回到計算模型中計算內(nèi)力,通過最終的數(shù)據(jù)對比分析后,認為拱頂均布與水平拋物線分布的組合所得內(nèi)力與實測值最接近,有利于襯砌材料的合理利用,最符合該地層荷載分布特征。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U231.3;U455.43
【圖文】：

簡化計算方法荷載分布圖

本文研究內(nèi)容的技術(shù)路線圖

工程地理位置示意圖

【參考文獻】

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本文編號：2789580