本文關(guān)鍵詞：基于離散元的砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)施工顆粒流動(dòng)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(guó)城市地鐵建設(shè)已步入高速發(fā)展時(shí)期,許多大、中城市已開建或已準(zhǔn)備籌建地鐵。大量地鐵施工必將面臨著各式各樣的復(fù)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(shí),地層非常容易坍塌,容易產(chǎn)生較大的圍巖擾動(dòng)。地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)時(shí)面臨著巨大的困難與挑戰(zhàn)。目前,針對(duì)砂卵石盾構(gòu)掘進(jìn)支護(hù)壓力的研究較多,而針對(duì)砂卵石顆粒流動(dòng)特性的研究較少,同時(shí)缺乏針對(duì)盾構(gòu)機(jī)真實(shí)掘進(jìn)過程的模擬。本文以蘭州軌道交通1號(hào)線為背景,基于離散元數(shù)值模擬方法,對(duì)砂卵石地層土壓平衡盾構(gòu)施工顆粒流動(dòng)和地表沉降控制進(jìn)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(yàn)獲得了砂卵石地層的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,基于試驗(yàn)結(jié)果和EDEM離散元三軸數(shù)值試驗(yàn),標(biāo)定了離散元數(shù)值模擬需要的細(xì)觀參數(shù)。(2)基于Soildworks軟件建立了面板式刀盤盾構(gòu)和輻條式刀盤盾構(gòu)三維機(jī)械模型。(3)將盾構(gòu)三維機(jī)械模型導(dǎo)入離散元軟件EDEM中,建立了盾構(gòu)掘進(jìn)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(gòu)直徑)和1.0D條件下,面板式刀盤盾構(gòu)和輻條式刀盤盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)砂卵石地層的擾動(dòng)規(guī)律和地層沉降規(guī)律；并與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的合理性。
【關(guān)鍵詞】：砂卵石 盾構(gòu) 顆粒流 參數(shù)標(biāo)定 地表沉降 EDEM
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(gòu)開挖研究進(jìn)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(yīng)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(shù)路線15-16
• 1.4.1 本文主要研究工作15
• 1.4.2 技術(shù)路線15-16
• 第2章 蘭州地鐵1號(hào)線工程概況及砂卵石地層特性16-24
• 2.1 蘭州地鐵1號(hào)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(xì)(微)觀參數(shù)標(biāo)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(shí)間步長(zhǎng)的確定31-32
• 3.2 EDEM數(shù)值計(jì)算軟件介紹32-34
• 3.2.1 EDEM的功能特點(diǎn)32-33
• 3.2.2 EDEM與PFC對(duì)比33-34
• 3.3 細(xì)(微)觀參數(shù)標(biāo)定的原則34-35
• 3.4 宏觀參數(shù)與細(xì)(微)觀參數(shù)之間的關(guān)系35-36
• 3.5 細(xì)(微)觀參數(shù)標(biāo)定過程36-44
• 3.5.1 三軸壓縮數(shù)值試驗(yàn)36-38
• 3.5.2 圍壓控制38-40
• 3.5.3 數(shù)值三軸試驗(yàn)結(jié)果40-42
• 3.5.4 堆積角驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)42-44
• 3.6 小結(jié)44-46
• 第4章 盾構(gòu)機(jī)構(gòu)造與模型實(shí)現(xiàn)46-54
• 4.1 蘭州地鐵盾構(gòu)構(gòu)造46-48
• 4.2 盾構(gòu)機(jī)CAD模型48-50
• 4.3 盾構(gòu)EDEM模型實(shí)現(xiàn)50-54
• 第5章 面板式刀盤盾構(gòu)施工顆粒流動(dòng)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(gòu)土倉(cāng)壓力控制56-60
• 5.2.1 盾構(gòu)掘進(jìn)土壓平衡機(jī)理分析56-58
• 5.2.2 土倉(cāng)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(jié)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(yùn)動(dòng)分析70-76
• 5.4.4 刀具磨損分析76-79
• 5.5 小結(jié)79-82
• 第6章 輻條式刀盤盾構(gòu)施工顆粒流動(dòng)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(gòu)土倉(cāng)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(jié)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(yùn)動(dòng)分析93-100
• 6.4.4 刀具磨損分析100-102
• 6.5 小結(jié)102-104
• 第7章 結(jié)論與展望104-106
• 參考文獻(xiàn)106-112
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集112

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