本文關(guān)鍵詞：地下盾構(gòu)穿越施工對飛行區(qū)既有管線的影響

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【摘要】：隨著社會對交通設(shè)施需求的不斷增長,越來越需要開發(fā)地下空間,但是,在城市和機(jī)場等區(qū)域的地下已經(jīng)埋設(shè)有各種管道,有些管道的埋置深度還較深,從而使得在地下隧道施工中的土體擾動直接造成既有管道的局部沉陷變形,甚至導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)破壞等事故。近幾年來,大型機(jī)場都在開始大規(guī)模的地下隧道建設(shè)來滿足地面交通與空中交通的快速轉(zhuǎn)乘需求,從而不可避免的需要穿越地面正在運(yùn)行飛機(jī)的飛行區(qū),因此,飛行區(qū)地下的既有管道需要同時承受上部飛機(jī)荷載和下部隧道施工過程中土體擾動的多重效應(yīng)影響,直接威脅著這些管道的結(jié)構(gòu)安全。本文以機(jī)場飛行區(qū)地下埋置管道同時遭受上部飛機(jī)荷載,以及下部盾構(gòu)施工擾動雙重作用下的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律為研究目標(biāo),基于多種因素影響下的理論分析,建立了管道受隧道開挖影響的變形及受力計算公式,探討了管道的受力及變形特性�；趯Χ軜�(gòu)施工過程的簡化分析構(gòu)建了分析管道在多重因素作用下的有限元分析模型,利用ABAQUS對不同工況下盾構(gòu)施工開挖過程的土體擾動效應(yīng)進(jìn)行了三維有限元數(shù)值模擬,分析了不同參數(shù)下管道的變形及力學(xué)特性規(guī)律�；谙嗨评碚撛O(shè)計和完成了埋置管道下模擬盾構(gòu)施工過程的實驗研究,室內(nèi)模型實驗分別研究了不同管徑、不同管-隧間距、不同管材情況下管道的力學(xué)變化規(guī)律。理論分析和數(shù)值模擬研究結(jié)果表明,砂類土中盾構(gòu)施工隧道兩側(cè)地表有可能產(chǎn)生向上的位移,且管道受力及變形最大;增加土體剛度能減小管道的變形及受力,增加管道下部土體剛度作用明顯,且深度越大效果越好;管道埋深越大,距離盾構(gòu)隧道越遠(yuǎn),管道的受力及變形越小;管道與隧道垂直相交時偏于危險。模型實驗研究結(jié)果表明,管道管徑越大、與隧道垂直距離越小、管道剛度越大則管道的變形及受力越大。模型試驗與數(shù)值模擬結(jié)果的對比分析表明,二者所反映的管道變形規(guī)律基本一致,且數(shù)值模擬結(jié)果比模型實驗結(jié)果偏大。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)場飛行區(qū) 地下穿越 地下埋置管道 盾構(gòu)施工 管道變形
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U455.43;V351.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstarct6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 研究背景和研究意義11-14
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 研究意義12-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-21
• 1.2.1 隧道開挖下土體沉降規(guī)律研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 土體沉降對既有管道影響研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.3 機(jī)場下穿隧道施工特點及其影響規(guī)律研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 研究內(nèi)容及技術(shù)路線21-24
• 1.3.1 課題研究內(nèi)容21-23
• 1.3.2 課題研究技術(shù)路線23-24
• 第二章 下部盾構(gòu)施工對地埋管道的影響研究24-38
• 2.1 管道類型及安全性評價指標(biāo)24-26
• 2.1.1 飛行區(qū)地埋管道概述24-25
• 2.1.2 管道安全性評價指標(biāo)25-26
• 2.2 盾構(gòu)施工造成管道的變形及其受力分析26-34
• 2.2.1 統(tǒng)一土體移動模式下盾構(gòu)引起土體沉降計算26-30
• 2.2.2 既有管道受盾構(gòu)引起土體位移的沉降及變形分析30-34
• 2.3 盾構(gòu)施工的擾動效應(yīng)對上部埋置管道的影響34-38
• 第三章 盾構(gòu)施工過程及其對土體的擾動效應(yīng)38-46
• 3.1 盾構(gòu)施工技術(shù)及其工藝過程38-40
• 3.1.1 盾構(gòu)機(jī)基本類型38-39
• 3.1.2 盾構(gòu)機(jī)基本構(gòu)造39-40
• 3.2 盾構(gòu)工法引起地表沉降機(jī)理分析40-42
• 3.3 盾構(gòu)工法對土體擾動的關(guān)鍵參數(shù)分析42-46
• 3.3.1 開挖面穩(wěn)定技術(shù)42-43
• 3.3.2 襯砌拼裝及支護(hù)43-44
• 3.3.3 壁后注漿技術(shù)44
• 3.3.4 基于土體擾動效應(yīng)的盾構(gòu)隧道施工過程簡化分析44-46
• 第四章 機(jī)場下穿盾構(gòu)施工對管道影響數(shù)值模擬分析46-61
• 4.1 建立飛機(jī)荷載下盾構(gòu)隧道-管道-土體數(shù)值模型46-49
• 4.1.1 有限元模型概況46-47
• 4.1.2 有限元模型參數(shù)取值47-48
• 4.1.3 盾構(gòu)施工過程分析48-49
• 4.2 不同參數(shù)下不停航盾構(gòu)施工對管道力學(xué)影響規(guī)律49-61
• 4.2.1 隧道開挖過程中土體變形及管道的受力規(guī)律49-51
• 4.2.2 土面區(qū)下數(shù)值模擬值與理論值對比分析51-52
• 4.2.3 飛機(jī)荷載情況下對既有管道的影響52-53
• 4.2.4 既有管道與隧道之間在垂直間距不同情況下盾構(gòu)施工擾動效應(yīng)53-55
• 4.2.5 不同土質(zhì)參數(shù)環(huán)境中盾構(gòu)施工對既有管道影響55-57
• 4.2.6 分層土基環(huán)境中盾構(gòu)施工對既有管道的影響57-59
• 4.2.7 管道-隧道交角不同情況下盾構(gòu)施工對既有管道影響59-61
• 第五章 隧道盾構(gòu)施工對管道影響的室內(nèi)模型試驗研究61-74
• 5.1 實驗?zāi)Ｐ偷南嗨圃?/span>61-66
• 5.1.1 相似基本概念61-62
• 5.1.2 相似三定理62-63
• 5.1.3 相似準(zhǔn)則求解方法63-64
• 5.1.4 模型試驗相似關(guān)系推導(dǎo)64-66
• 5.2 模型試驗設(shè)計66-69
• 5.2.1 試驗?zāi)康?/span>66
• 5.2.2 模型試驗前期準(zhǔn)備工作66-67
• 5.2.3 模型試驗的實施67-69
• 5.3 模型試驗結(jié)果分析69-74
• 5.3.1 模型試驗中管道力學(xué)響應(yīng)規(guī)律69-72
• 5.3.2 模型試驗與數(shù)值計算值的管道力學(xué)響應(yīng)對比分析72-74
• 第六章 結(jié)論與展望74-76
• 6.1 結(jié)論74-75
• 6.2 展望75-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-79

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：618571