本文關鍵詞：基于離散元的砂卵石地層土壓平衡盾構施工顆粒流動和地表沉降控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,我國城市地鐵建設已步入高速發(fā)展時期,許多大、中城市已開建或已準備籌建地鐵。大量地鐵施工必將面臨著各式各樣的復雜地質(zhì)情況,砂卵石地層便是其中之一。砂卵石地層顆粒之間的孔隙大,顆粒之間沒有粘聚力,刀盤旋轉(zhuǎn)切削時,地層非常容易坍塌,容易產(chǎn)生較大的圍巖擾動。地鐵盾構掘進時面臨著巨大的困難與挑戰(zhàn)。目前,針對砂卵石盾構掘進支護壓力的研究較多,而針對砂卵石顆粒流動特性的研究較少,同時缺乏針對盾構機真實掘進過程的模擬。本文以蘭州軌道交通1號線為背景,基于離散元數(shù)值模擬方法,對砂卵石地層土壓平衡盾構施工顆粒流動和地表沉降控制進行了研究。論文主要取得以下成果：(1)首先利用室內(nèi)大直徑(30cm)試樣三軸壓縮試驗獲得了砂卵石地層的應力-應變曲線,基于試驗結果和EDEM離散元三軸數(shù)值試驗,標定了離散元數(shù)值模擬需要的細觀參數(shù)。(2)基于Soildworks軟件建立了面板式刀盤盾構和輻條式刀盤盾構三維機械模型。(3)將盾構三維機械模型導入離散元軟件EDEM中,建立了盾構掘進過程的砂卵石顆粒離散元三維模型,研究了隧道覆土厚度分別為1.5D(D為盾構直徑)和1.0D條件下,面板式刀盤盾構和輻條式刀盤盾構掘進對砂卵石地層的擾動規(guī)律和地層沉降規(guī)律；并與現(xiàn)場監(jiān)控數(shù)據(jù)進行對比,驗證了數(shù)值模擬結果的合理性。
【關鍵詞】：砂卵石 盾構 顆粒流 參數(shù)標定 地表沉降 EDEM
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.43
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 砂卵石地層盾構開挖研究進展10-12
• 1.3 離散單元法在巖土工程的研究現(xiàn)狀與展望12-15
• 1.3.1 離散單元法在巖土工程的應用12-13
• 1.3.2 離散單元法的發(fā)展展望13-15
• 1.4 本文主要研究工作及技術路線15-16
• 1.4.1 本文主要研究工作15
• 1.4.2 技術路線15-16
• 第2章 蘭州地鐵1號線工程概況及砂卵石地層特性16-24
• 2.1 蘭州地鐵1號線工程概況16-19
• 2.1.1 總體概況16
• 2.1.2 數(shù)值模擬的依托工程概況16-19
• 2.2 砂卵石地層特性19-24
• 2.2.1 砂卵石地層顆粒分布特性20-22
• 2.2.2 砂卵石地層松散系數(shù)22-24
• 第3章 離散單元數(shù)值分析方法與細(微)觀參數(shù)標定24-46
• 3.1 離散單元數(shù)值分析方法24-32
• 3.1.1 離散單元法的起源與發(fā)展24
• 3.1.2 離散單元法的基本原理24
• 3.1.3 離散單元法的接觸理論24-29
• 3.1.4 離散單元法的求解過程29-30
• 3.1.5 顆粒接觸的搜索30-31
• 3.1.6 時間步長的確定31-32
• 3.2 EDEM數(shù)值計算軟件介紹32-34
• 3.2.1 EDEM的功能特點32-33
• 3.2.2 EDEM與PFC對比33-34
• 3.3 細(微)觀參數(shù)標定的原則34-35
• 3.4 宏觀參數(shù)與細(微)觀參數(shù)之間的關系35-36
• 3.5 細(微)觀參數(shù)標定過程36-44
• 3.5.1 三軸壓縮數(shù)值試驗36-38
• 3.5.2 圍壓控制38-40
• 3.5.3 數(shù)值三軸試驗結果40-42
• 3.5.4 堆積角驗證實驗42-44
• 3.6 小結44-46
• 第4章 盾構機構造與模型實現(xiàn)46-54
• 4.1 蘭州地鐵盾構構造46-48
• 4.2 盾構機CAD模型48-50
• 4.3 盾構EDEM模型實現(xiàn)50-54
• 第5章 面板式刀盤盾構施工顆粒流動及地表沉降模擬54-82
• 5.1 離散元模型及參數(shù)取值54-56
• 5.2 盾構土倉壓力控制56-60
• 5.2.1 盾構掘進土壓平衡機理分析56-58
• 5.2.2 土倉壓力確定58-60
• 5.3 數(shù)值模擬方案與步驟60-61
• 5.4 數(shù)值模擬結果分析61-79
• 5.4.1 受力分析61-65
• 5.4.2 位移分析65-70
• 5.4.3 顆粒運動分析70-76
• 5.4.4 刀具磨損分析76-79
• 5.5 小結79-82
• 第6章 輻條式刀盤盾構施工顆粒流動及地表沉降模擬82-104
• 6.1 離散元模型及參數(shù)取值82-83
• 6.2 盾構土倉壓力控制83
• 6.3 數(shù)值模擬方案與步驟83-84
• 6.4 數(shù)值模擬結果分析84-102
• 6.4.1 受力分析84-87
• 6.4.2 位移分析87-93
• 6.4.3 顆粒運動分析93-100
• 6.4.4 刀具磨損分析100-102
• 6.5 小結102-104
• 第7章 結論與展望104-106
• 參考文獻106-112
• 學位論文數(shù)據(jù)集112

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王國義;;成都砂卵石地層注漿加固技術應用[J];隧道建設;2012年05期

2 馮劍;漆泰岳;王睿;雷波;;砂卵石地層空洞的安全性定量評價方法淺析[J];地下空間與工程學報;2013年S2期

3 賀善寧;;北京地區(qū)砂卵石地層超深地下連續(xù)墻的設計與施工[J];隧道建設;2007年04期

4 吳江濱;;大粒徑砂卵石地層小導管成孔技術試驗研究[J];建筑技術;2009年11期

5 王東清;;砂卵石地層下復合錨桿樁對保護橋樁的作用分析[J];隧道建設;2013年05期

6 呂軍斗;田文杰;;旋挖鉆機在無水砂卵石地層圍護樁施工中的應用[J];建筑技術;2009年11期

7 余顯鐘;楊衛(wèi)紅;;砂卵石地層人工頂管地面沉降分析與控制[J];市政技術;2009年S1期

8 哈吉章;黃威望;邵大鵬;;砂卵石地層出水隧道施工綜合技術[J];現(xiàn)代隧道技術;2011年02期

9 駱輝軍;劉猛;;復合膏漿灌漿技術在砂卵石地層防滲中的應用[J];土工基礎;2014年03期

10 孫宇;王建設;張懷賓;;砂卵石地層人工挖孔樁施工技術研究[J];市政技術;2010年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 梁小強;張可能;趙自亮;;注漿技術在砂卵石地層水平(定)導向鉆進工程中的應用研究[A];2011年非開挖技術會議論文集[C];2011年

2 梅志榮;王建宇;高爾洋;郭文忠;;砂卵石地層淺埋暗挖法修建城市地下街通道技術工程實例[A];中國土木工程學會隧道及地下工程學會第八屆年會論文集[C];1994年

3 楊祥亮;扈延清;周玲芳;;淺談富水砂卵石地層盾構曲線施工技術[A];2014中國城市地下空間開發(fā)高峰論壇論文集[C];2014年

4 張利娜;郭英杰;;砂卵石地層地鐵大斷面隧道暗挖超前支護施工技術探討[A];2010城市軌道交通關鍵技術論壇論文集[C];2010年

5 井景鳳;王綜勇;;砂卵石地層中某盾構區(qū)間過橋區(qū)段的方案優(yōu)化[A];2012年中鐵隧道集團低碳環(huán)保優(yōu)質(zhì)工程修建技術專題交流會論文集[C];2012年

6 江玉生;凌立靜;凌立鵬;楊世東;楊志勇;;無水砂卵石地層中盾構施工土體改良技術研究[A];2011中國盾構技術學術研討會論文集[C];2011年

7 鄭仔弟;方依文;刁春仁;;如何降低土壓盾構掘進對無水砂卵石地層的擾動[A];2011中國盾構技術學術研討會論文集[C];2011年

8 徐鵬程;;無水砂卵石地層盾構刀具磨損的研究[A];中國建筑學會建筑施工分會、中國工程機械工業(yè)協(xié)會施工機械化分會2012年會暨機械化施工新技術經(jīng)驗交流會會刊[C];2012年

9 梅繼安;羅富榮;;首鋼地下運輸通道大型轉(zhuǎn)運站的施工及力學分析[A];中國土木工程學會隧道及地下工程學會第八屆年會論文集[C];1994年

10 楊會軍;;無水砂卵石地層盾構隧道端頭加固技術探討[A];第二屆隧道掘進機（盾構、TBM）專業(yè)委員會第一次學術研討會暨中鐵隧道集團城市盾構項目管理、施工技術、設備維保交流會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;書寫自主創(chuàng)新華章[N];北京日報;2014年

2 本報記者 繆琴;355萬 重獎“成都創(chuàng)造”[N];成都日報;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李潮;砂卵石地層土壓平衡盾構關鍵參數(shù)計算模型研究[D];中國礦業(yè)大學（北京）;2013年

2 熊宗喜;砂卵石地層基坑預應力錨索復合土釘支護技術研究[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2014年

3 王振飛;北京砂卵石地層大直徑泥水加壓平衡盾構適應性研究[D];北京交通大學;2014年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許修挺;南昌富水砂卵石地層土壓平衡盾構掘進施工技術研究[D];南昌大學;2015年

2 郭軍;蘭州地鐵淺埋砂卵石地層盾構掘進穩(wěn)定性分析[D];蘭州交通大學;2015年

3 劉鐵;砂卵石地層盾構機破巖新機理的分析與研究[D];揚州大學;2015年

4 馬騰;基于離散元的砂卵石地層土壓平衡盾構施工顆粒流動和地表沉降控制研究[D];北京交通大學;2016年

5 黃樹爐;砂卵石地層淺埋暗挖隧道近橋樁施工注漿加固技術研究[D];北京交通大學;2007年

6 萬秀峰;砂卵石地層水泥—水玻璃復合注漿加固關鍵技術研究[D];中南大學;2014年

7 趙旭偉;砂卵石地層土壓平衡盾構掘進引起的土體變形及控制方法[D];吉林建筑工程學院;2010年

8 曲兆宇;砂卵石地層中隧道盾構法施工數(shù)值分析[D];北京交通大學;2012年

9 侯磊;富水砂卵石地層土壓平衡盾構帶壓換刀技術研究[D];西南交通大學;2009年

10 黃園園;砂卵石地層交叉重疊隧道盾構施工結構與環(huán)境控制研究[D];西南交通大學;2013年

  本文關鍵詞：基于離散元的砂卵石地層土壓平衡盾構施工顆粒流動和地表沉降控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：349589