本文關(guān)鍵詞：隧道超前注漿抬升主動動態(tài)控制變形研究

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【摘要】：為形成一套隧道超前注漿抬升既有建(構(gòu))筑物主動動態(tài)控制體系,本文首先從新建隧道引起土層變形,運用監(jiān)測數(shù)據(jù)和數(shù)值模擬來預(yù)測隧道開挖引起的沉降；結(jié)合圓孔擴張理論和彈性地基梁理論推導(dǎo)單孔注漿抬升既有建(構(gòu))筑物數(shù)學(xué)表達式;運用mathematic軟件推導(dǎo)多孔注漿數(shù)學(xué)表達式；結(jié)合監(jiān)測反饋;最后形成隧道超前注漿抬升既有建(構(gòu))筑物主動動態(tài)控制變形的體系。其主要內(nèi)容如下：(1)通過采集土壓力盒數(shù)據(jù),算出新建隧道初期襯砌軸力；采用有限元數(shù)值模擬，并結(jié)合現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，，反算圍巖應(yīng)力釋放率。在相同圍巖釋放率下,分別采用線彈性本構(gòu)模型、HS本構(gòu)模型和MC本構(gòu)模型,得到既有建(構(gòu))筑物沉降曲線,與既有建(構(gòu))筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)對比,得出HS本構(gòu)模型能更好預(yù)測既有建(構(gòu))筑物沉降規(guī)律。(2)采用圓孔擴張理論和MC破壞準(zhǔn)則分析土中注漿產(chǎn)生的附加應(yīng)力,建立相關(guān)簡化模型,并結(jié)合彈性地基梁理論推導(dǎo)單孔注漿抬升既有建(構(gòu))筑物變形方程。(3)通過位移疊加方法,推導(dǎo)多孔注漿對既有建(構(gòu))筑物抬升的數(shù)學(xué)表達式,運用mathematics軟件和最優(yōu)化理論分析多孔注漿時注漿孔合理間距。(4)運用mathematics軟件分析六種因素(基床系數(shù)、既有建(構(gòu))筑物的抗彎剛度、既有建(構(gòu))筑物上部荷載及埋深、注漿孔到既有建(構(gòu))筑物底板距離、注漿壓力、注漿孔影響范圍)對注漿抬升的影響,求出以上因素對注漿抬升既有建(構(gòu))筑物影響的數(shù)學(xué)表達式。(5)通過改變膨脹系數(shù)和施加外荷載的方法進行注漿抬升的數(shù)值模擬,使數(shù)值模擬選取參數(shù)與實際注漿工程中的注漿壓力和注漿量相對應(yīng)；對比設(shè)置變形縫和不設(shè)置變形縫兩種情況下既有建(構(gòu))筑物的注漿抬升效果。(6)運用監(jiān)測數(shù)據(jù)分析和數(shù)值模擬計算來分析注漿抬升既有建(構(gòu))筑物產(chǎn)生位移和影響范圍,同時與本文提出的理論對比,驗證這種理論的合理性。(7)通過工程實例,運用反分析得出新建隧道引起既有建(構(gòu))筑物沉降曲線；運用多孔注漿抬升理論,得到既有建(構(gòu))筑物多孔注漿抬升曲線；結(jié)合監(jiān)測信息反饋。從而形成一套隧道超前注漿抬升既有建(構(gòu))筑物主動動態(tài)控制變形的體系。
【關(guān)鍵詞】：反算 圍巖釋放率 多孔注漿抬升 既有建(構(gòu))筑物 主動動態(tài) 位移控制
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.49
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究的背景和意義12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-19
• 1.2.1 圍巖應(yīng)力釋放率13-16
• 1.2.2 注漿抬升16-19
• 1.3 存在問題19-20
• 1.3.1 圍巖釋放率19
• 1.3.2 注漿抬升19-20
• 1.4 本文研究的技術(shù)路線、內(nèi)容及方法20-22
• 2 新建隧道對地層和建(構(gòu))筑物的影響22-32
• 2.1 簡介新建隧道對地層沉降分析22-24
• 2.1.1 地表橫向沉降槽(Peck公式)22-23
• 2.1.2 地層損失率23-24
• 2.2 反算圍巖應(yīng)力釋放率預(yù)測沉降曲線24-30
• 2.2.1 工程概況24-25
• 2.2.2 土體本構(gòu)模型和計算模型說明25-27
• 2.2.3 研究方法27-30
• 2.3 結(jié)論30-32
• 3 研究注漿抬升對既有建(構(gòu))筑物的作用機理32-42
• 3.1 簡介注漿抬升機理32-36
• 3.3 推導(dǎo)單孔抬升彈性地基梁理論36-40
• 3.3.1 選取l長度的探討37-38
• 3.3.2 選取邊界長度nl的探討38
• 3.3.3 理論推導(dǎo)38-40
• 3.4 推導(dǎo)多孔效應(yīng)和抬升目標(biāo)函數(shù)40-41
• 3.5 總結(jié)41-42
• 4 注漿抬升既有建(構(gòu))筑物的影響因素分析42-56
• 4.1 分段函數(shù)表達式42-43
• 4.2 土層的物理力學(xué)指標(biāo)43-44
• 4.3 注漿壓力分析44-46
• 4.4 既有建(構(gòu))筑物抗彎剛度46-49
• 4.4.1 既有線結(jié)構(gòu)彈性模量46-48
• 4.4.2 既有建(構(gòu))筑物底板厚度48-49
• 4.5 既有建(構(gòu))筑物上部荷載和埋深49-52
• 4.6 注漿孔到既有建(構(gòu))筑物底板距離52-53
• 4.7 注漿孔影響范圍(注漿量)53-54
• 4.8 總結(jié)54-56
• 5 工程簡介和研究方法對比56-76
• 5.1 工程簡介56-57
• 5.2 現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)采集和處理57-61
• 5.2.1 深孔注漿工藝57
• 5.2.2 1#導(dǎo)洞注漿孔布置57-59
• 5.2.3 監(jiān)測布置圖59-60
• 5.2.4 數(shù)據(jù)采集和分析60-61
• 5.3 理論解61-64
• 5.3.1 注漿參數(shù)確定61-62
• 5.3.2 單孔注漿理論62-63
• 5.3.3 多孔注漿參數(shù)理論63-64
• 5.4 注漿數(shù)值模擬64-71
• 5.4.1 模型簡介64-66
• 5.4.2 注漿模擬方式66-67
• 5.4.3 數(shù)據(jù)模擬處理67-71
• 5.5 三種研究方法的對比71-74
• 5.5.1 不設(shè)置變形縫和理論值對比71-72
• 5.5.2 設(shè)置變形縫與監(jiān)測數(shù)據(jù)對比72
• 5.5.3 數(shù)值模擬隧道開挖全過程72-73
• 5.5.4 五種曲線對比73-74
• 5.6 總結(jié)74-76
• 6 結(jié)論與展望76-80
• 6.1 結(jié)論76-78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻80-84
• 作者簡歷及攻讀碩士/博士學(xué)位期間取得的研究成果84-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

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本文編號：927813