本文關鍵詞：廣州地鐵盾構隧道縱向彎曲變形評價方法研究

  更多相關文章： 橫向變形 中性軸 等效剛度 彎曲變形曲率 環(huán)縫張開量 安全評價

【摘要】：目前,盾構法修建地鐵隧道在國內(nèi)的地鐵建設中占據(jù)了很大一部分比重。隨著越來越多的地鐵盾構隧道的建設和運營,盾構隧道的健康狀態(tài)問題引起了許多專家和學者的重視。運營盾構隧道的結(jié)構安全評價主要考慮橫向變形和縱向變形兩個方面,對于橫向變形的計算及性能的研究有很多,縱向變形的研究卻很少,且缺乏縱向變形安全評價的指標和評估方法。本文以廣州運營地鐵盾構隧道為研究對象,首先考慮了隧道橫向“橢變”效應對縱向等效抗彎剛度的影響�；谇叭藢λ淼揽v向變形理論計算方法研究的基礎上,根據(jù)橢圓的參數(shù)方程,修正了縱向抗彎剛度計算公式中的中性軸位置,并由參數(shù)方程得到中性軸位置為c=bsinφ,從而推導出考慮橫向效應下縱向等效抗彎剛度的理論計算公式,以及縱向變形曲率與環(huán)縫張開量的關系式。并由此建立環(huán)縫張開量與縱向變形曲率的關系,彌補了現(xiàn)有對盾構隧道橫向和縱向變形之間相互影響的理論計算研究的不足。其次,研究了縱向等效剛度螺栓環(huán)的假定對隧道縱向抗彎剛度計算公式的影響,利用Midas/GTS建立10環(huán)管片的三維精細數(shù)值分析模型,以廣州地鐵盾構隧道襯砌的結(jié)構參數(shù),計算了實際接頭和等效螺栓環(huán)接頭給縱向等效抗彎剛度帶來的差異,引入縱向管片螺栓環(huán)的等效抗彎剛度修正系數(shù)ζ。由計算可知,采用實際點狀分布螺栓模型計算時,抗彎剛度相比等效螺栓環(huán)增加10%,得到等效抗彎剛度修正系數(shù)為ζ=1.094,從而修正管片環(huán)等效螺栓剛度計算公式；并根據(jù)廣州地鐵6.0m直徑的盾構隧道隨管片環(huán)寬、螺栓型式和數(shù)量變化關系,得到等效剛度修正系數(shù)的組合表,增加縱向等效抗彎剛度和張開量計算公式的適用范圍。然后,研究了環(huán)縫張開量與管片襯砌環(huán)向接頭螺栓的結(jié)構受力關系。根據(jù)精細化數(shù)值計算模型,分析了環(huán)向接頭螺栓的應力狀態(tài),評價了不同環(huán)縫張開量值與螺栓應力的關系；結(jié)合廣州地鐵盾構隧道設計標準、施工要求及保證正常運營使用功能的要求,提出了盾構縱向彎曲變形的控制指標的等級標準建議值；綜合全文的的研究內(nèi)容,得到了適用于廣州地鐵盾構隧道縱向彎曲變形的安全評估方法。利用本文提出來的縱向彎曲變形的安全評估方法,評估后續(xù)臨近工程施工對既有盾構隧道縱向變形的影響,評價隧道縱向的健康狀況。以廣州地鐵二號線某區(qū)間隧道臨近基坑施工為工程背景,根據(jù)隧道斷面的位移監(jiān)測數(shù)據(jù)對數(shù)值分析軟件Midas/GTS建立的數(shù)值模型合理性的驗證,計算得到縱向彎曲變形曲線,按照控制指標與縱向曲線計算公式得到環(huán)縫張開量值,并由縱向變形控制指標的等級標準評估隧道的縱向性能安全狀況,提出合理的處理意見和應對措施。
【關鍵詞】：橫向變形 中性軸 等效剛度 彎曲變形曲率 環(huán)縫張開量 安全評價
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.43;U231.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 緒論14-32
• 1.1 選題背景及意義14-16
• 1.1.1 選題背景14-15
• 1.1.2 研究意義15-16
• 1.2 廣州地鐵盾構隧道管片及接頭構造16-21
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀21-28
• 1.3.1 盾構隧道縱向變形產(chǎn)生的原因21-22
• 1.3.2 盾構隧道橫向性能計算模型22-24
• 1.3.3 盾構隧道縱向變形機理及力學行為24-26
• 1.3.4 現(xiàn)有縱向變形控制指標及評價標準26-28
• 1.4 現(xiàn)有研究評價28-29
• 1.5 本文的主要工作及技術路線29-32
• 1.5.1 本文的主要工作29-30
• 1.5.2 研究技術路線30-32
• 第二章 考慮橫向效應的縱向變形計算32-44
• 2.1 引言32-33
• 2.2 盾構隧道橫向性能的理論計算33-37
• 2.2.1 橫向性能計算模型確定33-35
• 2.2.2 考慮橫向剛度效應的理論計算35-37
• 2.3 考慮橫向效應的縱向等效連續(xù)化計算模型37-43
• 2.3.1 環(huán)間接頭計算的基本假定37-38
• 2.3.2 盾構隧道縱向等效抗彎剛度38-42
• 2.3.3 縱向變形與環(huán)縫張開量的關系42-43
• 2.4 本章小結(jié)43-44
• 第三章 縱向結(jié)構受力與環(huán)縫張開量的精細計算44-57
• 3.1 引言44
• 3.2 管片環(huán)間螺栓計算模型44-48
• 3.2.1 實際環(huán)間接頭與等效螺栓環(huán)差異44-45
• 3.2.2 縱向接頭精細化建模45-48
• 3.3 模型計算結(jié)果及公式修正48-52
• 3.3.1 模型計算結(jié)果48-49
• 3.3.2 影響因素分析及公式修正49-52
• 3.4 縱向結(jié)構受力與環(huán)縫張開量的關系52-54
• 3.5 縱向變形安全評估方法和評估等級54-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 盾構隧道縱向變形計算實例57-82
• 4.1 引言57
• 4.2 工程概況57-62
• 4.2.1 工程位置及場地概況57-60
• 4.2.2 工程地質(zhì)及水文概況60-62
• 4.3 監(jiān)測內(nèi)容及結(jié)果分析62-65
• 4.3.1 監(jiān)測目的及意義62
• 4.3.2 監(jiān)測內(nèi)容62-63
• 4.3.3 測點布置63-65
• 4.4 隧道變形實測結(jié)果分析65-67
• 4.5 數(shù)值模型建立67-72
• 4.5.1 計算模型的基本假定67
• 4.5.2 模型的建立及計算參數(shù)的選取67-68
• 4.5.3 鄰近工程施工模擬的實現(xiàn)68-72
• 4.6 數(shù)值計算結(jié)果分析72-75
• 4.6.1 橫向收斂變形數(shù)值計算結(jié)果及模型合理性分析72-73
• 4.6.2 隧道縱向變形數(shù)值計算結(jié)果73-75
• 4.7 考慮橫向效應的縱向變形安全評估算例75-80
• 4.7.1 橫向收斂變形理論驗算75-77
• 4.7.2 考慮橫向變形的縱向變形安全評估77-80
• 4.8 本章小結(jié)80-82
• 結(jié)論與建議82-84
• 主要結(jié)論82-83
• 展望83-84
• 參考文獻84-88
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文88-90
• 致謝90

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李翔宇;劉國彬;楊瀟;韓春龍;;基于修正縱向等效連續(xù)化模型的隧道變形受力研究[J];巖土工程學報;2014年04期

2 葛世平;謝東武;丁文其;歐陽文彪;;盾構管片接頭簡化數(shù)值模擬方法[J];巖土工程學報;2013年09期

3 劉印;張冬梅;黃宏偉;;盾構隧道局部長期滲水對隧道變形及地表沉降的影響分析[J];巖土力學;2013年01期

4 戴志仁;;盾構隧道管片設計若干問題研究與探討[J];鐵道工程學報;2012年06期

5 葉飛;何川;朱合華;孫海東;;考慮橫向性能的盾構隧道縱向等效剛度分析[J];巖土工程學報;2011年12期

6 趙志強;張冬梅;;臨近基坑開挖對地鐵區(qū)間隧道影響評價[J];地下空間與工程學報;2011年05期

7 鐘小春;張金榮;秦建設;朱偉;;盾構隧道縱向等效彎曲剛度的簡化計算模型及影響因素分析[J];巖土力學;2011年01期

8 王如路;;上海地鐵盾構隧道縱向變形分析[J];地下工程與隧道;2009年04期

9 張文杰;徐旭;李向紅;沈永東;張孟喜;;廣義的盾構隧道縱向等效連續(xù)化模型研究[J];巖石力學與工程學報;2009年S2期

10 黃宏偉;徐凌;嚴佳梁;余占奎;;盾構隧道橫向剛度有效率研究[J];巖土工程學報;2006年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊春山;盾構隧道先隧后井施工對隧道變形的影響及對策研究[D];華南理工大學;2015年

  本文關鍵詞：廣州地鐵盾構隧道縱向彎曲變形評價方法研究

  更多相關文章： 橫向變形 中性軸 等效剛度 彎曲變形曲率 環(huán)縫張開量 安全評價

，

本文編號：511036