近年來,各大城市地鐵建設(shè)高速發(fā)展。盾構(gòu)法施工以其特有的優(yōu)勢廣泛運用在地鐵隧道的建設(shè)中,然而,盾構(gòu)機在穿越地層過程中會引起開挖面周圍土體擾動及地層沉降,不僅會加大隧道施工風(fēng)險,還會對周圍環(huán)境造成很大的影響。從分析地層沉降及開挖面穩(wěn)定性出發(fā),進而尋找維持開挖面穩(wěn)定和控制沉降的有效方法,減少施工風(fēng)險和提高周圍環(huán)境的安全性,對盾構(gòu)隧道開挖工程具有很重要的理論和現(xiàn)實意義。目前,許多相關(guān)研究采用有限元法以及有限差分法等基于連續(xù)介質(zhì)理論的方法,這些方法有一定的局限性,而由于巖土體的離散性,基于非連續(xù)介質(zhì)理論的離散元法比較適用于隧道施工中地層沉降和開挖面穩(wěn)定性的研究。本文以實際工程為背景,簡化復(fù)雜的地層,進行參數(shù)標(biāo)定試驗,并引入灰色關(guān)聯(lián)分析法,探究宏觀力學(xué)參數(shù)與細觀參數(shù)之間的關(guān)系,最后進行了地層沉降和開挖面穩(wěn)定性的離散元分析。主要的研究成果如下:（1）離散元雙軸試驗的參數(shù)標(biāo)定滿足要求,可用于目標(biāo)土層模型的建立;采用灰色關(guān)聯(lián)理論分析法獲得了各個細觀參數(shù)對宏觀參數(shù)的影響程度,由此對細觀參數(shù)進行劃分等級,為快速標(biāo)定離散元模型的參數(shù)提供依據(jù)。（2）同地表情況一樣,不同深度位置地層沉降曲線呈現(xiàn)類似Peck曲線的... 

【文章來源】：江西理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 隧道地層沉降研究現(xiàn)狀
    1.3 隧道開挖面穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.4 離散元法的研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
第二章 離散元法及土體細觀參數(shù)標(biāo)定
    2.1 離散元顆粒流理論
        2.1.1 顆粒流基本簡介
        2.1.2 顆粒流接觸模型確定
    2.2 參數(shù)標(biāo)定
        2.2.1 接觸模型及細觀參數(shù)選擇
        2.2.2 雙軸壓縮試驗數(shù)值模型建立
        2.2.3 伺服機制
        2.2.4 參數(shù)標(biāo)定過程
    2.3 宏觀力學(xué)參數(shù)對細觀參數(shù)的灰色關(guān)聯(lián)度分析
        2.3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析計算方法
        2.3.2 宏觀參數(shù)與細觀參數(shù)之間的灰色關(guān)聯(lián)分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 等效地層沉降離散元分析
    3.1 模型建立
        3.1.1 地層簡化及參數(shù)選取
        3.1.2 模型建立過程
    3.2 隧道開挖引起的地層擾動分析
        3.2.1 受力分析
        3.2.2 變形分析
    3.3 不同地層深度位置沉降分析
    3.4 不同隧道埋深下沉降分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 等效地層隧道開挖面穩(wěn)定性分析
    4.1 模型建立
    4.2 隧道開挖面穩(wěn)定性離散元分析
        4.2.1 開挖面極限支護力確定
        4.2.2 開挖面支護力對土層壓力影響
        4.2.3 開挖面支護力對土層變形影響
    4.3 開挖面極限支護力理論分析
        4.3.1 受力分析
        4.3.2 極限支護力計算推導(dǎo)過程
        4.3.3 極限支護力求解
    4.4 本章小結(jié)
第五章 Peck公式修正及離散元地表沉降預(yù)測驗證
    5.1 工程概況
        5.1.1 工程簡介
        5.1.2 工程地質(zhì)條件
        5.1.3 地層土工程特性分析評價
    5.2 地表沉降監(jiān)測
        5.2.1 監(jiān)測目的
        5.2.2 測點布置原則
        5.2.3 測點埋設(shè)及技術(shù)要求
        5.2.4 觀測方法及數(shù)據(jù)采集
    5.3 Peck公式簡介及適用性分析
    5.4 實測數(shù)據(jù)分析
        5.4.1 實測數(shù)據(jù)評價方法
        5.4.2 基于實測數(shù)據(jù)的Peck公式分析
    5.5 Peck公式修正
    5.6 數(shù)值模擬預(yù)測結(jié)果驗證分析
    5.7 隧道開挖的地表沉降控制建議
    5.8 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]砂卵石地層淺埋盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定模型試驗[J]. 李偉平,李興,薛亞東,張森,葛嘉誠.  巖土工程學(xué)報. 2018(S2)
[2]黏性土地層曲線盾構(gòu)施工地表沉降預(yù)測研究[J]. 路林海,孫捷城,周國鋒,譚生永,劉浩,李罡.  鐵道工程學(xué)報. 2018(05)
[3]上覆流沙層隧道開挖面穩(wěn)定性分析與數(shù)值試驗研究[J]. 李清川,李術(shù)才,王漢鵬,張紅軍,張冰,張玉強.  巖土力學(xué). 2018(07)
[4]西安富水砂層盾構(gòu)施工Peck沉降預(yù)測公式改進[J]. 胡長明,馮超,梅源,袁一力.  地下空間與工程學(xué)報. 2018(01)
[5]基于顆粒流離散元的黏性土三軸剪切試驗數(shù)值模擬[J]. 邢煒杰,余湘娟,高磊,印月,莫倩倩,嚴(yán)建強.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(35)
[6]隧道開挖對地表沉降影響的數(shù)值分析與沉降預(yù)測[J]. 徐良,王建國.  合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(10)
[7]泥水盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性研究[J]. 袁大軍,沈翔,劉學(xué)彥,吳俊.  中國公路學(xué)報. 2017(08)
[8]淺埋泥水盾構(gòu)隧道開挖面被動失穩(wěn)分析[J]. 李鳳濤,唐曉武,劉維,趙宇,唐強.  中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2017(07)
[9]長春地層地鐵隧道施工的Peck公式改進[J]. 鄭馨,麻鳳海.  地下空間與工程學(xué)報. 2017(03)
[10]軟土地區(qū)矩形隧道地表施工沉降的Peck公式修正[J]. 申玉生,何永輝,趙樂,何尉祥.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2017(06)

博士論文
[1]基于顆粒離散元法的卵石層中成都地鐵施工力學(xué)研究[D]. 魏龍海.西南交通大學(xué) 2009
[2]土工問題的顆粒流數(shù)值模擬及應(yīng)用研究[D]. 羅勇.浙江大學(xué) 2007
[3]盾構(gòu)施工開挖面變形與破壞機理研究[D]. 秦建設(shè).河海大學(xué) 2005

碩士論文
[1]基于離散元法的富水軟弱地層隧道掌子面穩(wěn)定性研究[D]. 黃皓.西南交通大學(xué) 2016



本文編號：3043457