本文選題：地鐵盾構隧道 + 越江隧道��； 參考：《上海交通大學》2014年博士論文

【摘要】：隨著上海市地下空間的逐步開發(fā)和利用,越來越多的地鐵盾構隧道不可避免地會臨近既有地下建構筑物施工。新建地鐵盾構隧道穿跨越越江隧道施工是近接施工的一個典型例子。本論文分別采用離心模型試驗、數(shù)值模擬以及理論分析的方法研究了新建盾構隧道施工對下臥和上覆越江隧道的位移及內(nèi)力的影響。并對越江隧道縱向不均勻位移的控制指標值進行了研究。本論文研究的主要創(chuàng)新性內(nèi)容和成果如下:1)應用離心模型試驗模擬了新建盾構隧道上跨越江隧道施工的過程。研究了新建隧道的施工過程對越江隧道隆起位移、縱向內(nèi)力以及周圍土體孔隙水壓力的影響。定量化地分析了越江隧道的位移及內(nèi)力與地層損失率及注漿率之間的關系。試驗結果表明:○1當新建盾構隧道開挖時,越江隧道的隆起位移及縱向內(nèi)力增大,當新建盾構隧道注漿時,越江隧道的隆起位移和縱向內(nèi)力減小;○2隨著地層損失率及注漿率的增大,越江隧道的隆起位移及縱向內(nèi)力近似線性地變化;○3越江隧道沿縱向的隆起范圍至少可以達到距新建盾構隧道軸線3 D(D代表越江隧道的直徑)的地方;○4在新建盾構隧道的施工過程中,越江隧道周圍土體的孔隙水壓力變化較小。2)采用有限元數(shù)值分析的方法對影響離心模型試驗結果的因素進行了參數(shù)分析,這些參數(shù)主要包括越江隧道的縱向剛度、新建盾構隧道和越江隧道之間的豎向凈距、土體的彈性模量。通過研究可得:○1隨著越江隧道的縱向剛度、兩隧道之間的凈距以及土體彈性模量的增大,越江隧道的最大隆起位移逐漸減小,最小曲率半徑逐漸增大;○2土體彈性模量的變化對越江隧道豎向隆起范圍的影響最大;○3越江隧道的最大隆起位移對土體彈性模量的變化最為敏感,越江隧道的最小曲率半徑對其自身縱向剛度的變化最為敏感。3)用理論分析的方法研究新建盾構隧道下穿施工對越江隧道的影響。將越江隧道模擬為Winkler地基上的Timoshenko梁,推導了越江隧道沉降的控制微分方程,并給出了方程的解析解。在驗證了解析解的合理性之后,比較分析了Timoshenko梁模型相對于Euler-Bernoulli梁模型的優(yōu)越性,并在基于Timoshenko梁模型的解析解的基礎之上進行了參數(shù)分析。通過分析得到了以下一些結論:○1基于Timoshenko梁模型的越江隧道沉降量大于基于Euler-Bernoulli梁模型的沉降量;○2如果不考慮剪切變形對越江隧道沉降的影響,基于Timoshenko梁模型的越江隧道沉降解析解可以退化為基于Euler-Bernoulli梁模型的沉降解析解;○3隨著越江隧道和土體相對剛度的逐漸增大,越江隧道的相對沉降和越江隧道的相對縱向彎矩逐漸減小。4)在等效連續(xù)模型的基礎之上,對縱向彎曲造成的越江隧道不均勻位移的控制指標值進行了研究。同時針對環(huán)向錯臺造成的越江隧道縱向不均勻位移,研究了相對變曲的合理取值。研究結果表明:○1當縱向曲率半徑相同時,越江隧道的環(huán)縫張開量大于地鐵隧道;○2在相同的環(huán)縫張開量條件下,越江隧道的縱向曲率半徑隨隧道直徑的增大近似呈線性增長;○3當相對變曲值相同時,越江隧道的錯臺量是地鐵隧道的1.5至2倍;○4相對于地鐵隧道,應對越江隧道縱向不均勻位移的控制指標值提出更嚴格的限制。
[Abstract]:With the development and utilization of underground space in Shanghai , more and more metro shield tunnels inevitably approach the construction of existing underground structures . The amount of the cross - river tunnel is 1.5 to 2 times that of the subway tunnel , and the control index value of the longitudinal non - uniform displacement of the cross - river tunnel is more restrictive than the subway tunnel .
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U231.3;U455.43

【參考文獻】

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本文編號：1952398