近年來隨著我國城市化進程的加快,城市基坑工程的數(shù)量迅速增加,地鐵隧道密度也越來越大。新建基坑工程與既有地鐵隧道的建筑空間沖突逐漸凸顯,基坑開挖施工對緊鄰運營地鐵隧道的影響成為保證城市地鐵安全的重要研究問題。目前國內(nèi)外研究主要針對基坑開挖對下臥盾構(gòu)隧道影響,對基坑開挖卸載的過程引起側(cè)鄰地鐵隧道工作性狀改變的研究相對不足。本文針對該問題從模型試驗、數(shù)值模擬及理論分析三個方面展開較為深入的研究。本文基于常見的基坑支護結(jié)構(gòu)位移模式,建立室內(nèi)模型試驗,通過設置剛性擋墻（基坑圍護結(jié)構(gòu)）發(fā)生平動和轉(zhuǎn)動兩種變形模式模擬基坑開挖引起的支護結(jié)構(gòu)變形。支護結(jié)構(gòu)的變形導致墻背土體產(chǎn)生應力釋放,形成與之對應的卸載效應,試驗過程中重點監(jiān)測了基坑側(cè)鄰隧道的周圍土壓力分布和橫截面變形的演化。采用三維有限元模擬,對模型試驗結(jié)果進行了驗證,并通過參數(shù)分析深入探究隧道與擋墻間距這一重要因素對基坑開挖卸載引起的側(cè)鄰隧道工作性狀變化的影響�；凇霸�-匯”計算理論及疊加原理,推導得到了基坑開挖卸載情況下側(cè)鄰隧道橫截面位置處的土體位移。將隧道簡化為被動狀態(tài)下的環(huán)形彈性地基梁模型,并采用“二階段”思想,通過將隧道位置處的土體位移施加... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基坑開挖卸載對鄰近隧道影響的理論研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基坑開挖卸載對鄰近隧道影響的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基坑開挖卸載對鄰近隧道影響的試驗研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容及技術路線
        1.3.1 主要研究內(nèi)容
        1.3.2 技術路線
        1.3.3 主要創(chuàng)新點
2 模型試驗方案設計
    2.1 引言
    2.2 試驗方案概述
        2.2.1 試驗目的及試驗內(nèi)容
    2.3 模型試驗所用材料的選用和設計
        2.3.1 模型試驗系統(tǒng)的選用
        2.3.2 模型隧道的選用和設計
        2.3.3 模型試驗用土的選用和力學性質(zhì)
    2.4 模型試驗量測元件布設方案
        2.4.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的選取
        2.4.2 土壓力盒的選取與布設
        2.4.3 位移計的選取與布設
    2.5 剛性擋墻移動方案
        2.5.1 活動剛性擋墻最大位移量的確定
        2.5.2 剛性擋墻平動方案
        2.5.3 剛性擋墻繞墻底轉(zhuǎn)動方案
    2.6 試驗步驟
        2.6.1 剛性擋墻平動時對側(cè)鄰隧道的影響試驗
        2.6.2 剛性擋墻繞墻底轉(zhuǎn)動時對側(cè)鄰隧道的影響試驗
    2.7 本章小結(jié)
3 基坑開挖卸載對側(cè)鄰隧道工作性狀影響的試驗研究
    3.1 引言
    3.2 剛性擋墻平動對側(cè)鄰隧道的影響試驗結(jié)果分析
        3.2.1 活動擋墻側(cè)壁的水平土壓力變化分析
        3.2.2 隧道周圍的土壓力變化分析
        3.2.3 隧道的橫截面變形變化分析
    3.3 剛性擋墻繞墻底轉(zhuǎn)動對側(cè)鄰隧道的影響試驗結(jié)果分析
        3.3.1 活動擋墻側(cè)壁的水平土壓力變化分析
        3.3.2 隧道周圍的土壓力變化分析
        3.3.3 隧道的橫截面變形變化分析
    3.4 擋墻平動與繞墻底轉(zhuǎn)動試驗-隧道位移變化對比分析
    3.5 本章小結(jié)
4 基坑開挖卸載對側(cè)鄰隧道工作性狀影響的數(shù)值模擬分析
    4.1 引言
    4.2 有限元數(shù)值模擬計算模型
        4.2.1 有限元計算模型的尺寸
        4.2.2 各試驗材料的本構(gòu)模型和參數(shù)選取
        4.2.3 各試驗部件的接觸設置和邊界條件
        4.2.4 荷載分析步的設置和有限元計算網(wǎng)格的劃分
    4.3 有限元數(shù)值模擬結(jié)果分析
        4.3.1 擋墻平動模式下側(cè)鄰隧道的周圍土壓力和橫截面變形分析
        4.3.2 擋墻繞墻底轉(zhuǎn)動模式下側(cè)鄰隧道的周圍土壓力和橫截面變形分析
        4.3.3 隧道橫截面內(nèi)力隨平動量和轉(zhuǎn)動量的變化規(guī)律
    4.4 隧道與擋墻的間距變化對側(cè)鄰隧道工作性狀的影響
        4.4.1 平動模式下隧道與擋墻的間距對側(cè)鄰隧道變形的影響
        4.4.2 擋墻繞墻底轉(zhuǎn)動模式下?lián)鯄εc隧道的間距對側(cè)鄰隧道變形的影響
    4.5 本章小結(jié)
5 基坑開挖卸載對側(cè)鄰隧道變形影響的理論分析
    5.1 引言
    5.2 圍護結(jié)構(gòu)基本變形模式下其后土體位移場的理論分析
        5.2.1 圍護結(jié)構(gòu)平動模式下其后土體位移場的理論分析
        5.2.2 圍護結(jié)構(gòu)繞墻底轉(zhuǎn)動時其后土體位移場的理論分析
    5.3 土體位移引起已有隧道橫截面變形的理論分析
        5.3.1 基本假定
        5.3.2 隧道襯砌彈性地基曲梁的徑向位移的控制微分方程
        5.3.3 隧道徑向位移控制微分方程的有限差分法求解
    5.4 基坑開挖卸載引起已有側(cè)鄰隧道橫截面變形的理論分析
    5.5 理論計算與模型試驗和數(shù)值模擬結(jié)果對比分析
        5.5.1 平動模式下理論計算與模型試驗和數(shù)值模擬結(jié)果對比
        5.5.2 繞墻底轉(zhuǎn)動模式下理論計算與模型試驗和數(shù)值模擬結(jié)果對比
    5.6 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 后續(xù)研究展望
參考文獻
致謝
個人簡歷



本文編號：3169755