發(fā)布時間：2017-10-31 23:26

  本文關(guān)鍵詞：巖質(zhì)基坑開挖對下方既有隧洞變形影響研究

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【摘要】：隨著國內(nèi)外一大批城市地下軌道交通系統(tǒng)和地下綜合管線廊道系統(tǒng)的快速發(fā)展,地下空間的立體開發(fā)是各個城市未來發(fā)展的一種趨勢。在已建成的地下隧洞上方或鄰近地下隧洞進(jìn)行基坑開挖逐漸成為一種必然遇到的新情況。由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很小,過大的襯砌變形,會導(dǎo)致襯砌產(chǎn)生裂縫,加上地下水滲透的影響,對運(yùn)營中隧道安全帶來隱患。本文結(jié)合實(shí)際工程,進(jìn)行了巖質(zhì)基坑開挖對下方隧道位移變化的分析計算,并以基坑開挖隧道襯砌變形監(jiān)測值為參照,采用FLAC~(3D)數(shù)值模擬軟件,對上方超近距離巖質(zhì)基坑開挖對下方既有隧道襯砌的變形規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。本文主要工作及取得的成果如下:(1)通過動態(tài)監(jiān)測基坑開挖時隧道的拱頂、拱腰、拱底的位移以及襯砌裂縫的變形,得到巖質(zhì)基坑卸荷,襯砌的位移變形規(guī)律:巖質(zhì)條件下,拱頂與拱底的豎向位移、拱腰水平收斂位移值隨基坑開挖逐漸變大;基坑開挖深度越大,隧道襯砌位移變化越大;距離基坑中心越近,位移越大;拱頂豎向位移大于拱底豎向位移,且豎向位移與橫向收斂位移存在一定的比例關(guān)系;襯砌豎向裂縫隨基坑的開挖逐漸受壓變小,橫向裂縫受拉變大。(2)利用巖土分析軟件FLAC~(3D)模擬實(shí)際基坑工程開挖過程,分析了隧道襯砌的應(yīng)力、位移云圖和曲線圖,得到巖質(zhì)基坑開挖時,隧道襯砌的位移變化和應(yīng)力分布規(guī)律;根據(jù)應(yīng)力lode參數(shù)μ_σ,分別計算了拱頂內(nèi)側(cè)、外側(cè),拱肩內(nèi)側(cè)、外側(cè),拱腳和拱底處的lode參數(shù),并判斷各處的應(yīng)力狀態(tài)。(3)通過數(shù)值模擬結(jié)果和監(jiān)測數(shù)據(jù)的對比,數(shù)值模擬與實(shí)際開挖變形規(guī)律一致、大小接近,可以看出:應(yīng)用數(shù)值模擬方法分析基坑開挖對下方既有隧洞影響的計算結(jié)果是合理的。(4)利用數(shù)值模擬計算探討了基坑開挖寬度和長度的變化對下方既有隧道位移的影響,并根據(jù)計算結(jié)果分別擬合了不同開挖寬度和長度時,下方既有隧道最大位移的關(guān)系式;模擬了三種巖層(泥巖、砂巖、石灰?guī)r)條件,基坑開挖對下方既有隧道襯砌變形的影響,得到了三種巖質(zhì)地基下,基坑下方既有隧道的位移變化趨勢。(5)利用數(shù)值計算軟件模擬了橫向分塊和縱向分塊兩種不同的開挖方式。分別從位移和應(yīng)力lode參數(shù)判斷不同開挖方式下,襯砌的位移和應(yīng)力變化規(guī)律,得到最優(yōu)的開挖方式。將優(yōu)化開挖方案應(yīng)用于實(shí)際工程,與監(jiān)測數(shù)值進(jìn)行對比,優(yōu)化方案變形較小、受力狀態(tài)較好。
【關(guān)鍵詞】：巖質(zhì)基坑開挖 既有隧洞 監(jiān)測 數(shù)值分析 開挖優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU753;U456.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 前言10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 理論分析研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.3 現(xiàn)場實(shí)測研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 存在的問題和不足16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容和技術(shù)路線17-19
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容17
• 1.4.2 技術(shù)路線17-19
• 第二章 巖質(zhì)基坑開挖對下方隧道變形影響的監(jiān)測19-37
• 2.1 基坑開挖對下方隧道影響簡析19-20
• 2.2 工程概況20-22
• 2.2.1 地形地貌21
• 2.2.2 地層結(jié)構(gòu)21-22
• 2.3 監(jiān)測方案22-27
• 2.3.1 監(jiān)測內(nèi)容22
• 2.3.2 監(jiān)測儀器22
• 2.3.3 監(jiān)測方法及測點(diǎn)布置22-23
• 2.3.4 現(xiàn)場實(shí)際施工23-27
• 2.4 監(jiān)測成果及變形規(guī)律分析27-35
• 2.4.1 拱頂豎向變形規(guī)律分析27-30
• 2.4.2 拱腰水平收斂變形規(guī)律分析30-32
• 2.4.3 拱底豎向變形規(guī)律分析32-34
• 2.4.4 襯砌裂縫監(jiān)測規(guī)律分析34-35
• 2.5 隧道空間變形分析35-36
• 2.6 小結(jié)36-37
• 第三章 巖質(zhì)基坑開挖對下方隧道影響的數(shù)值模擬37-67
• 3.1 巖土工程數(shù)值分析方法37-38
• 3.1.1 有限元法37-38
• 3.1.2 有限差分法38
• 3.2 FLAC_3D分析方法介紹38-39
• 3.3 數(shù)值模型建立39-43
• 3.3.1 基本概況40
• 3.3.2 數(shù)值模擬基本假定40
• 3.3.3 模擬的參數(shù)選取40
• 3.3.4 模型的建立40-42
• 3.3.5 模擬開挖工況42-43
• 3.4 模擬結(jié)果分析43-62
• 3.4.1 開挖完成后X、Z應(yīng)力分析43-46
• 3.4.2 開挖完成后主應(yīng)力分析46-56
• 3.4.3 基坑開挖完成后位移云圖56-59
• 3.4.4 開挖完成后位移曲線圖59-62
• 3.5 數(shù)值模擬與監(jiān)測值對比分析62-65
• 3.5.1 拱頂豎向位移對比62-63
• 3.5.2 拱腰水平收斂值對比63
• 3.5.3 拱底豎向位移對比63-64
• 3.5.4 襯砌空間位移對比64-65
• 3.6 小結(jié)65-67
• 第四章 巖質(zhì)基坑開挖對下方隧道變形影響的優(yōu)化分析67-86
• 4.1 空間影響因素分析67-83
• 4.1.1 基坑開挖寬度對隧洞襯砌影響67-68
• 4.1.2 基坑開挖長度對隧洞襯砌影響68-70
• 4.1.3 不同巖層時對隧洞襯砌的影響70-71
• 4.1.4 不同開挖方式對隧道襯砌變形的影響71-83
• 4.2 巖質(zhì)基坑開挖方案優(yōu)化83-84
• 4.3 小結(jié)84-86
• 第五章 結(jié)論與展望86-88
• 5.1 結(jié)論86-87
• 5.2 展望87-88
• 致謝88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1124250