人工地層凍結(jié)法已廣泛應(yīng)用于地鐵隧道工程,相對(duì)于其它施工工法而言,人工地層凍結(jié)法具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì),能適用于各類復(fù)雜的地質(zhì)條件。但地鐵隧道凍結(jié)法施工期地層的凍脹現(xiàn)象一直以來都是工程中所關(guān)注的焦點(diǎn)。本文對(duì)人工地層凍結(jié)法在地鐵隧道工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀以及地鐵隧道凍結(jié)期地層凍脹的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述,并對(duì)凍土成分及形成過程、凍土熱物理參數(shù)、力學(xué)特性、凍脹機(jī)理及分類進(jìn)行了敘述。本文以地鐵雙線隧道水平凍結(jié)施工工程為研究對(duì)象,考慮6種雙線隧道凈間距(0.25D、1.OD、1.5D、2.0D、2.5D 和 3.0D)、3 種隧道凈埋深(6m、12m 和 18m)、2種凍結(jié)方式(同時(shí)凍結(jié)和依次凍結(jié)),基于凍土的正交各向異性變形特征,采用熱力耦合數(shù)值模擬方法,選用ABAQUS有限元軟件,對(duì)不同隧道埋深、間距和凍結(jié)方式等影響因素下的地層凍脹規(guī)律進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明,隨著雙線隧道凈間距的增大,兩隧道凍結(jié)的相互影響作用越來越小,地表最大豎向凍脹位移也越來越小;隨著隧道埋深的不斷增大,地表最大豎向凍脹位移不斷減小;雙線隧道同時(shí)凍結(jié)方式下的地表豎向凍脹位移小于依次凍結(jié)。本文最后以德國菲爾特地鐵雙線隧道水平凍結(jié)施工為工...

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 人工地層凍結(jié)法概述
        1.1.1 人工地層凍結(jié)法原理
        1.1.2 人工地層凍結(jié)法施工工藝
        1.1.3 人工地層凍結(jié)法優(yōu)缺點(diǎn)
    1.2 凍結(jié)法在地鐵隧道工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.1 人工地層凍結(jié)法在地鐵區(qū)間隧道施工的應(yīng)用
        1.2.2 人工地層凍結(jié)法在地鐵聯(lián)絡(luò)通道施工中的應(yīng)用
        1.2.3 人工地層凍結(jié)法在盾構(gòu)進(jìn)出洞口土層加固中的應(yīng)用
        1.2.4 人工地層凍結(jié)法在破損地鐵隧道修復(fù)中的應(yīng)用
    1.3 地鐵隧道凍結(jié)期地層凍脹的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 解析法
        1.3.2 數(shù)值模擬
        1.3.3 模型試驗(yàn)
        1.3.4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)
    1.4 研究目的和意義
    1.5 研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
2 凍脹特性分析
    2.1 凍土成分及形成過程
    2.2 凍土熱物理性質(zhì)
    2.3 凍土力學(xué)特性
        2.3.1 凍土的抗壓強(qiáng)度
        2.3.2 凍土的抗剪強(qiáng)度
        2.3.3 凍土的抗拉強(qiáng)度
    2.4 凍土凍脹機(jī)理及凍脹分類
        2.4.1 凍脹機(jī)理
        2.4.2 凍脹分類
3 地鐵雙線隧道在不同影響因素下地表凍脹變形
    3.1 ABAQUS軟件概述
        3.1.1 ABAQUS簡(jiǎn)介
        3.1.2 ABAQUS模塊介紹
    3.2 ABAQUS熱力耦合分析概述
    3.3 凍脹熱力耦合數(shù)值模擬方法
        3.3.1 凍脹熱力耦合數(shù)學(xué)模型
        3.3.2 凍脹熱力耦合數(shù)值模擬過程
    3.4 數(shù)值計(jì)算模型
        3.4.1 引言
        3.4.2 凍結(jié)壁厚度
        3.4.3 數(shù)值計(jì)算模型
        3.4.4 模型參數(shù)取值
        3.4.5 初始及邊界條件
    3.5 不同因素下地表豎向凍脹變形分析
        3.5.1 不同隧道凈距對(duì)地表豎向變形的影響
        3.5.2 不同隧道埋深對(duì)地表豎向變形的影響
        3.5.3 凍結(jié)方式不同對(duì)地表豎向變形的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 雙線隧道施工方式引起的地層凍脹規(guī)律研究
    4.1 工程概況
    4.2 數(shù)值計(jì)算模型
    4.3 凍結(jié)參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.3.1 材料參數(shù)取值
        4.3.2 凍結(jié)管的選擇
        4.3.3 凍結(jié)孔和測(cè)溫孔布設(shè)
        4.3.4 凍結(jié)壁厚度及冷凍系統(tǒng)
    4.4 初始及邊界條件
    4.5 模型計(jì)算結(jié)果及分析
        4.5.1 雙線隧道同時(shí)凍結(jié)時(shí)溫度場(chǎng)及位移場(chǎng)的分布規(guī)律
        4.5.2 雙線隧道依次凍結(jié)時(shí)溫度場(chǎng)和位移場(chǎng)的分布規(guī)律
        4.5.3 不同凍結(jié)方式地表凍脹對(duì)比
    4.6 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
    5.1 研究?jī)?nèi)容及結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要研究成果



本文編號(hào)：3820247