盾構隧道各施工階段土體位移數(shù)值模擬
發(fā)布時間：2021-11-05 18:18
為滿足日益增加的公共交通的需求,各城市加快了修建城市地鐵的步伐。盾構法作為隧道開挖的常用方法,已較為廣泛的運用到城市地鐵的修建中。文章基于法國里昂地鐵隧道D號線延線工程,首先對盾構施工過程進行了階段劃分,分析了各階段土體豎向位移的規(guī)律。使用PLAXIS進行二維有限元數(shù)值模擬,并用FLAC 3D進行三維有限差分數(shù)值模擬。將數(shù)值模擬的結果和現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行對比,對盾構隧道開挖引起的土體沉降進行了較為深入的研究。本文主要研究內(nèi)容如下所示:（1）利用有限元軟件PLAXIS對隧道開挖進行二維數(shù)值模擬。在二維模擬中使用了模擬最終階段地表沉降較為常見的兩種方法:應力釋放法和徑向收縮法。監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬結果進行對比,驗證了兩種方法在分階段施工模擬中的適用性,同時也考慮了不同土體本構模型的選擇對數(shù)值模擬結果的影響。（2）利用有限差分軟件FLAC 3D對隧道開挖進行三維數(shù)值模擬。三維數(shù)值模擬中使用了精細化建模的方法,考慮了隧道埋深、土體分層、地下水位、目標掌子面施加梯形支撐力、盾構機錐形形狀、盾尾梯形注漿壓力、注漿體的凝固和襯砌的及時施加等因素的作用下,隧道開挖的不同階段對地表位移和隧道拱頂位移的影響。...
【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
施工平面圖
第二章 隧道開挖二維數(shù)值模擬點垂直引伸計：監(jiān)測點放置于距離隧道 1m 處，用于精確監(jiān)豎直向位移數(shù)據(jù)；斜計：用于精確監(jiān)測地鐵開挖引起的水平位移數(shù)據(jù)；它傳感器布置于目標掌子面前方以及隧道洞口周邊。斜計和地形測量是手動的以外，整個監(jiān)控設備連接到一個地鐵中，該采集系統(tǒng)每五秒讀取一次數(shù)據(jù)，通過采集到的數(shù)據(jù)之間調整地鐵掘進參數(shù)，使得土體位移數(shù)據(jù)保持在一個可控范圍測數(shù)據(jù)比較豐富，但是本文關注的重點是地表各階段沉降量，體位移的歷史沉降曲線圖如圖 2.9 所示。
襯砌錐形盾構機盾尾空隙掌子面圖 2.11 地表沉降發(fā)展圖Fig 2.11 The evolution of surface settlement2.5 數(shù)值模擬2.5.1 隧道開挖有限元模型及參數(shù)本文土體采用彈塑性平面應變模型，利用 Plaxis 2D 進行非線性分析。圖 2.12為建立的盾構隧道二維模型圖，其中模型選用精度最高的 15 節(jié)點的三角形單元，并且對隧道周邊易產(chǎn)生沉降區(qū)域進行了網(wǎng)格加密，其他區(qū)域采用中等網(wǎng)格。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于局部剛度修正法的盾構隧道下穿歷史保護建筑數(shù)值模擬分析[J]. 謝東武,葛世平,丁文其. 現(xiàn)代隧道技術. 2018(03)
[2]富水砂層淺埋地鐵隧道深孔注漿擾動機理研究[J]. 孫連勇,黃永亮,尹長鳳,徐從杰,劉濤. 現(xiàn)代隧道技術. 2018(01)
[3]盾構近距下穿既有地鐵盾構隧道施工參數(shù)控制[J]. 馬文輝,彭華,楊成永. 西南交通大學學報. 2018(01)
[4]盾構穿越立交橋樁時微擾動控制施工的數(shù)值分析[J]. 趙坤,杜守繼,陳軍,南宏峰. 地下空間與工程學報. 2017(06)
[5]鄰近既有深基坑的盾構法隧道施工地層變位分析[J]. 孫雷江,廖瑛,朱逢斌,劉旭. 現(xiàn)代隧道技術. 2017(02)
[6]上海地區(qū)軟土HSS模型參數(shù)的試驗研究[J]. 梁發(fā)云,賈亞杰,丁鈺津,黃茂松. 巖土工程學報. 2017(02)
[7]基于長標距FBG的既有地鐵隧道縱向變形監(jiān)測與數(shù)值模擬[J]. 譚林波,陶津,沈圣,沈忱,楊銘悅,吳剛. 建筑技術. 2016(05)
[8]天津地鐵盾構隧道下穿停機坪施工地表沉降控制[J]. 趙敏,徐增偉. 現(xiàn)代隧道技術. 2016(01)
[9]天津軟土地區(qū)盾構掘進對上方建筑物影響分析[J]. 姜曉婷,路平,鄭剛,崔玉嬌,崔濤. 巖土力學. 2014(S2)
[10]基于Peck公式的雙線盾構引起的土體沉降預測[J]. 陳春來,趙城麗,魏綱,丁智. 巖土力學. 2014(08)
碩士論文
[1]武漢地鐵七號線盾構隧道施工對地面沉降及建筑物變形影響分析[D]. 郭漢章.武漢工程大學 2017
[2]地鐵盾構同步注漿對地表沉降的影響規(guī)律及機理研究[D]. 羅海燕.太原理工大學 2017
[3]盾構施工沉降演化規(guī)律及其控制研究[D]. 李怡哲.武漢工程大學 2016
[4]EPB盾構法隧道施工引起的地表沉降分析與數(shù)值模擬[D]. 李曙光.中南大學 2006
本文編號：3478279
【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
施工平面圖
第二章 隧道開挖二維數(shù)值模擬點垂直引伸計：監(jiān)測點放置于距離隧道 1m 處，用于精確監(jiān)豎直向位移數(shù)據(jù)；斜計：用于精確監(jiān)測地鐵開挖引起的水平位移數(shù)據(jù)；它傳感器布置于目標掌子面前方以及隧道洞口周邊。斜計和地形測量是手動的以外，整個監(jiān)控設備連接到一個地鐵中，該采集系統(tǒng)每五秒讀取一次數(shù)據(jù)，通過采集到的數(shù)據(jù)之間調整地鐵掘進參數(shù)，使得土體位移數(shù)據(jù)保持在一個可控范圍測數(shù)據(jù)比較豐富，但是本文關注的重點是地表各階段沉降量，體位移的歷史沉降曲線圖如圖 2.9 所示。
襯砌錐形盾構機盾尾空隙掌子面圖 2.11 地表沉降發(fā)展圖Fig 2.11 The evolution of surface settlement2.5 數(shù)值模擬2.5.1 隧道開挖有限元模型及參數(shù)本文土體采用彈塑性平面應變模型，利用 Plaxis 2D 進行非線性分析。圖 2.12為建立的盾構隧道二維模型圖，其中模型選用精度最高的 15 節(jié)點的三角形單元，并且對隧道周邊易產(chǎn)生沉降區(qū)域進行了網(wǎng)格加密，其他區(qū)域采用中等網(wǎng)格。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于局部剛度修正法的盾構隧道下穿歷史保護建筑數(shù)值模擬分析[J]. 謝東武,葛世平,丁文其. 現(xiàn)代隧道技術. 2018(03)
[2]富水砂層淺埋地鐵隧道深孔注漿擾動機理研究[J]. 孫連勇,黃永亮,尹長鳳,徐從杰,劉濤. 現(xiàn)代隧道技術. 2018(01)
[3]盾構近距下穿既有地鐵盾構隧道施工參數(shù)控制[J]. 馬文輝,彭華,楊成永. 西南交通大學學報. 2018(01)
[4]盾構穿越立交橋樁時微擾動控制施工的數(shù)值分析[J]. 趙坤,杜守繼,陳軍,南宏峰. 地下空間與工程學報. 2017(06)
[5]鄰近既有深基坑的盾構法隧道施工地層變位分析[J]. 孫雷江,廖瑛,朱逢斌,劉旭. 現(xiàn)代隧道技術. 2017(02)
[6]上海地區(qū)軟土HSS模型參數(shù)的試驗研究[J]. 梁發(fā)云,賈亞杰,丁鈺津,黃茂松. 巖土工程學報. 2017(02)
[7]基于長標距FBG的既有地鐵隧道縱向變形監(jiān)測與數(shù)值模擬[J]. 譚林波,陶津,沈圣,沈忱,楊銘悅,吳剛. 建筑技術. 2016(05)
[8]天津地鐵盾構隧道下穿停機坪施工地表沉降控制[J]. 趙敏,徐增偉. 現(xiàn)代隧道技術. 2016(01)
[9]天津軟土地區(qū)盾構掘進對上方建筑物影響分析[J]. 姜曉婷,路平,鄭剛,崔玉嬌,崔濤. 巖土力學. 2014(S2)
[10]基于Peck公式的雙線盾構引起的土體沉降預測[J]. 陳春來,趙城麗,魏綱,丁智. 巖土力學. 2014(08)
碩士論文
[1]武漢地鐵七號線盾構隧道施工對地面沉降及建筑物變形影響分析[D]. 郭漢章.武漢工程大學 2017
[2]地鐵盾構同步注漿對地表沉降的影響規(guī)律及機理研究[D]. 羅海燕.太原理工大學 2017
[3]盾構施工沉降演化規(guī)律及其控制研究[D]. 李怡哲.武漢工程大學 2016
[4]EPB盾構法隧道施工引起的地表沉降分析與數(shù)值模擬[D]. 李曙光.中南大學 2006
本文編號：3478279
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