【摘要】：人工地層凍結(jié)法是一種特殊的地層加固技術(shù),其在地鐵隧道工程施工中受到了廣泛應(yīng)用。在地鐵隧道凍結(jié)法施工中,若凍結(jié)設(shè)計(jì)不合理或施工不當(dāng),會(huì)使得地層產(chǎn)生較大的凍脹變形,進(jìn)而導(dǎo)致地下管線(xiàn)和地表建筑物損壞,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,在隧道凍結(jié)期,應(yīng)采取合理的數(shù)學(xué)模型來(lái)預(yù)測(cè)凍結(jié)所引起的地層凍脹變形。本文以理論分析、案例分析驗(yàn)證為手段,結(jié)合現(xiàn)有凍脹預(yù)測(cè)模型,對(duì)隧道凍結(jié)期地層三維凍脹預(yù)測(cè)模型進(jìn)行了研究,深入分析了隧道凍結(jié)施工引起地表三維凍脹變形分布規(guī)律,并將所建立的三維凍脹預(yù)測(cè)模型應(yīng)用于實(shí)際凍結(jié)法施工工程中。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)基于現(xiàn)有的隧道凍結(jié)期地層二維凍脹歷時(shí)預(yù)測(cè)模型,考慮土體的凍結(jié)溫度,并將凍結(jié)管管壁溫度視為恒定,采用單管凍結(jié)理論和平板凍結(jié)理論,分別研究?jī)鼋Y(jié)壁交圈前和交圈后的凍結(jié)鋒面解析解,根據(jù)凍土凍脹率公式,采用隨機(jī)介質(zhì)理論,考慮凍結(jié)壁的形成過(guò)程,建立了隧道凍結(jié)期地層二維凍脹改進(jìn)預(yù)測(cè)模型。(2)基于改進(jìn)的隧道凍結(jié)期地層二維凍脹歷時(shí)預(yù)測(cè)模型,考慮到隧道實(shí)際施工中凍結(jié)管群的傾斜放射狀布置特征,凍結(jié)壁交圈前溫度場(chǎng)采用單管凍結(jié)理論計(jì)算,凍結(jié)壁交圈后溫度場(chǎng)采用平板凍結(jié)理論計(jì)算,根據(jù)凍土凍脹率公式,采用隨機(jī)介質(zhì)理論,考慮凍結(jié)壁的形成過(guò)程,建立了隧道凍結(jié)期地層三維凍脹變形歷時(shí)預(yù)測(cè)模型。(3)以北京某地鐵隧道區(qū)間凍結(jié)施工為案例,將所提出的隧道凍結(jié)期地層三維凍脹預(yù)測(cè)模型應(yīng)用該實(shí)際凍結(jié)工程中,采用Maple數(shù)學(xué)軟件編制預(yù)測(cè)模型的計(jì)算程序,對(duì)地表三維凍脹變形分布規(guī)律進(jìn)行了計(jì)算分析,并與凍脹現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果相比較,驗(yàn)證了該三維凍脹預(yù)測(cè)模型的適用性和可靠性。本文在對(duì)現(xiàn)有二維凍脹預(yù)測(cè)模型加以改進(jìn)的基礎(chǔ)上,將凍脹預(yù)測(cè)模型從二維拓展至三維,提出了隧道凍結(jié)期地層三維凍脹歷時(shí)預(yù)測(cè)模型,研究成果可為地鐵隧道人工凍結(jié)法的設(shè)計(jì)和施工提供理論依據(jù),具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。
【圖文】：

圖 5 交圈前 值與時(shí)間的關(guān)系Fig. 5 The relationship between the value before crossing and time間約為 5.8day， 值為 108，此時(shí)滿(mǎn)足式（2-57），因此凍 5.8day。交圈后：E t 162tmm考慮隧道上方土層的自重對(duì)凍脹率的影響，取f0 =1%，取b P= h=19.175×15=287.6KPa（2-61）可得，f =0.56%。凍結(jié)壁交圈前，1R =80mm。根據(jù)交圈前：R t 80 t80 1.0056 mm交圈后，，根據(jù)式（2-55）可得：

2 隧道凍結(jié)施工期地層凍脹的隨機(jī)介質(zhì)改進(jìn)預(yù)測(cè)模型利用 Maple 軟件進(jìn)行編程計(jì)算地表凍脹位移，將數(shù)據(jù)處理得水平凍脹位移的分布變化規(guī)律圖。圖 6 地表凍脹垂直位移分布圖Fig.6 Distribution of vertical displacement of frost heave on the surfac
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U455.49;U231.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2669584