本文關(guān)鍵詞：徐州富水復(fù)雜地質(zhì)條件盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性研究

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【摘要】：盾構(gòu)隧道開挖面的失穩(wěn)現(xiàn)象主要體現(xiàn)在盾構(gòu)機(jī)刀盤支護(hù)應(yīng)力在低于某一值時開挖面會產(chǎn)生水平突變破壞,并將該值定義為開挖面的極限支護(hù)應(yīng)力。本文以徐州市軌道交通一號線彭城廣場站至文化宮站區(qū)間段為工程依托,在充分了解地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上,采用數(shù)值計算、理論分析和對比分析等研究方法,考慮多種因素的影響,深入研究盾構(gòu)隧道開挖面的穩(wěn)定性問題,主要成果為:(1)通過建立開挖面水平位移增速與支護(hù)應(yīng)力比的關(guān)系曲線可以較為清楚地確定極限支護(hù)應(yīng)力比。通過三維倉筒模型和太沙基松動土壓力理論計算得出的極限支護(hù)應(yīng)力比與數(shù)值計算結(jié)果有著較好的擬合度。(2)較大的摩擦角對應(yīng)較小的極限支護(hù)應(yīng)力比,開挖面會較晚進(jìn)入失穩(wěn)狀態(tài)。當(dāng)盾構(gòu)隧道的埋深達(dá)到一定厚度(至少大于一倍洞徑)時,隧道埋深對于極限支護(hù)應(yīng)力比的影響可以忽略,極限支護(hù)應(yīng)力隨埋深線性增加。(3)針對隧道工程滲流領(lǐng)域,分別探討并闡述了基于總孔壓分析法和變孔壓分析法的ABAQUS關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置;給出了運用三維倉筒模型并結(jié)合數(shù)值水頭分布結(jié)果進(jìn)行的理論計算方法,得出的結(jié)果與數(shù)值計算結(jié)果有著較好的擬合性。(4)地下水的存在對于開挖面穩(wěn)定性控制產(chǎn)生負(fù)面影響,較深的水位對應(yīng)較小的極限支護(hù)應(yīng)力,開挖面失穩(wěn)前允許產(chǎn)生的水平位移較大,最大地表沉降量也相對較小;較大的滲透系數(shù)有利于開挖面穩(wěn)定性控制,滲透系數(shù)越大,極限支護(hù)應(yīng)力比和極限支護(hù)應(yīng)力也相對小一些,而對應(yīng)的最大地表沉降值明顯減小。(5)結(jié)合徐州城市軌道交通一號線彭文區(qū)間段的復(fù)雜水文工程地質(zhì)條件,通過ABAQUS變孔壓分析法確定了處于富水粉砂層的盾構(gòu)隧道開挖面極限支護(hù)應(yīng)力,分析了開挖面穩(wěn)定性對地表沉降的影響以及地層沉降曲線隨著深度變化的特征,總結(jié)出了有效控制開挖面穩(wěn)定性的措施,為徐州城市軌道建設(shè)提供合理參考。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.43

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本文編號：1141202