發(fā)布時間：2017-07-27 00:07

  本文關(guān)鍵詞：蘭州地鐵大斷面黃土隧道淺埋暗挖法施工力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 黃土地鐵隧道 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 數(shù)值模擬

【摘要】：由于黃土地層性狀復(fù)雜,不同地區(qū)隧道所處黃土地層,黃土成因及類型,含水量,濕陷性等各異,相關(guān)工程力學(xué)指標和工程特性差異較大。黃土地鐵隧道淺埋暗挖法不論從設(shè)計還是施工方面均缺乏經(jīng)驗與理論指導(dǎo),因此選定蘭州地鐵大斷面黃土隧道淺埋暗挖法施工力學(xué)特性研究這一課題,深入分析了不同施工方案的初期支護、圍巖受力規(guī)律以及在隧道開挖過程中隧道洞室周邊的位移情況,以期為復(fù)雜條件下黃土地區(qū)城市地鐵隧道工程的設(shè)計和施工提供理論依據(jù)和指導(dǎo)作用。本文以蘭州城市軌道交通1號線一期工程為背景,針對上述問題進行了深入研究,結(jié)合近年來國內(nèi)外淺埋隧道領(lǐng)域取得的研究成果,借助FLAC3D軟件建立三維模型,模擬蘭州地鐵的開挖支護過程,對雙側(cè)壁導(dǎo)坑法的三種不同施工方案,即四步開挖上導(dǎo)超前5m,四步開挖上導(dǎo)超前10m,六步開挖上導(dǎo)超前5m,從不同超前導(dǎo)坑長度以及不同施工步數(shù)方面,分別進行了數(shù)值模擬。通過三種施工方案的對比分析,得出如下結(jié)論:(1)從四步開挖上導(dǎo)超前10m方案可以看出上導(dǎo)超前長度影響初期支護受力狀態(tài)。在施工過程中,上導(dǎo)超前長度增大會使初期支護局部在水平方向出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力,最大拉應(yīng)力為2.41MPa,超過《地鐵設(shè)計規(guī)范》中噴射混凝土抗拉強度1.3MPa,影響結(jié)構(gòu)安全。因此,在大斷面黃土隧道開挖支護過程中,建議控制導(dǎo)坑的超前距離。(2)比較三種方案,六步開挖上導(dǎo)超前5m引起的地表和拱頂沉降最小,并且施工步造成的最大沉降量及沉降比例最小。因此,在大斷面黃土隧道開挖支護過程中,增加施工步和減小超前導(dǎo)坑超前距離能夠有效地控制地表沉降和拱頂沉降。(3)監(jiān)測斷面初期支護封閉成環(huán)后,三種方案的每步地表沉降和拱頂沉降比例都迅速減小,隨后逐漸趨于穩(wěn)定。建議及時對開挖斷面的初期支護進行封閉能夠有效地控制沉降。(4)六步開挖上導(dǎo)超前5m方案在兩個凈空收斂監(jiān)測斷面監(jiān)測值均為最小。因此,在大斷面黃土隧道開挖支護過程中,增加施工步和減小超前導(dǎo)坑超前距離能夠有效地控制凈空收斂。(5)六步開挖上導(dǎo)超前5m方案引起的拱底最大隆起量為三種方案中最小。因此,增加施工步和減小超前導(dǎo)坑超前距離可以減小拱底最大隆起量。
【關(guān)鍵詞】：黃土地鐵隧道 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U455.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-14
• 1.1 概述9
• 1.2 國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 黃土力學(xué)理論及機理研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 大斷面黃土隧道施工工法及支護參數(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 研究內(nèi)容與研究方法12-13
• 1.4 本文研究的目的和意義13-14
• 2 黃土隧道特點14-21
• 2.1 黃土的定義14
• 2.2 黃土的分布14-15
• 2.3 黃土的特性15-16
• 2.3.1 黃土的成分組成15
• 2.3.2 黃土的特性15-16
• 2.4 黃土的分類16-17
• 2.4.1 按成因分類16
• 2.4.2 按科學(xué)范疇分16-17
• 2.5 地層特征17
• 2.6 黃土隧道圍巖變化規(guī)律17-18
• 2.7 施工引起的黃土地鐵隧道沉降規(guī)律研究18-20
• 2.7.1 施工引起的黃土地鐵隧道地表橫向沉降規(guī)律18-19
• 2.7.2 施工引起黃土地鐵隧道縱向地表沉降19-20
• 2.8 小結(jié)20-21
• 3 淺埋大斷面地鐵隧道施工技術(shù)21-28
• 3.1 大斷面隧道劃分21
• 3.2 淺埋大斷面黃土地鐵隧道施工方法概述21-22
• 3.3 淺埋暗挖法的基本原理、施工原則及特點22
• 3.4 淺埋暗挖各施工方法比較22-23
• 3.5 淺埋暗挖施工方法的介紹23-28
• 3.5.1 全斷面開挖法23
• 3.5.2 臺階開挖法23-25
• 3.5.3 單側(cè)壁導(dǎo)坑超前導(dǎo)坑法開挖25
• 3.5.4 中隔墻法（CD工法）和交叉中隔墻法（CRD工法）開挖25-26
• 3.5.5 雙側(cè)壁導(dǎo)坑法開挖26-27
• 3.5.6 淺埋暗挖施工方法的發(fā)展方向27-28
• 4 工程背景及計算模型的建立28-32
• 4.1 依托工程背景簡介28-29
• 4.2 模型的建立29-32
• 5 蘭州地鐵大斷面黃土隧道施工數(shù)值模擬32-84
• 5.1 初始應(yīng)力場33-34
• 5.2 四步開挖上導(dǎo)超前 5m方案34-48
• 5.2.1 四步開挖上導(dǎo)超前 5m方案分析34-35
• 5.2.2 計算結(jié)果與分析35-48
• 5.3 四步開挖上導(dǎo)超前 10m方案48-62
• 5.3.1 四步開挖上導(dǎo)超前 10m方案施工分析48-49
• 5.3.2 計算結(jié)果與分析49-62
• 5.4 六步開挖上導(dǎo)超前 5m方案62-78
• 5.4.1 六步開挖上導(dǎo)超前 5m方案分析62-63
• 5.4.2 計算結(jié)果與分析63-78
• 5.5 方案比選78-83
• 5.5.1 初期支護受力規(guī)律比選78
• 5.5.2 位移場規(guī)律比選78-83
• 5.6 小結(jié)83-84
• 6 結(jié)論與展望84-86
• 6.1 結(jié)論84-85
• 6.2 展望85-86
• 致謝86-87
• 參考文獻87-89
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果89

【相似文獻】

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