本文關(guān)鍵詞：干砂隧道盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性研究

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【摘要】：盾構(gòu)法以其經(jīng)濟(jì)、高效和對(duì)周圍環(huán)境影響最小等優(yōu)勢(shì)在城市地鐵隧道與地下工程建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。采用盾構(gòu)法進(jìn)行隧道建設(shè),合理控制開挖面支護(hù)壓力,保證開挖面的穩(wěn)定性是設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵所在。因此,對(duì)于盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。本文通過1g小尺寸模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬和理論分析等研究手段,針對(duì)干砂隧道盾構(gòu)開挖面支護(hù)壓力過小而引起的開挖面失穩(wěn)的諸多問題進(jìn)行了全面且詳細(xì)的研究。全文主要工作包括:(1)引入粒子圖像測速技術(shù)PIV,并基于MATLAB平臺(tái)開發(fā)出一種全新的圖像處理軟件MPIV,并敘述了PIV技術(shù)和MPIV軟件的原理,為后面的模型試驗(yàn)結(jié)合MPIV軟件分析提供技術(shù)支持。(2)進(jìn)行1g小尺寸模型試驗(yàn),分別利用百分表、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和MPIV圖像處理軟件,對(duì)埋深比C/D=0.5、1.0和2.0三種條件進(jìn)行地表沉降規(guī)律、開挖面荷載及極限支護(hù)壓力、開挖面失穩(wěn)形狀及模式的研究。試驗(yàn)采用對(duì)稱模型和無接觸式測量,通過移動(dòng)活塞的位移控制法進(jìn)行試驗(yàn)研究。(3)通過利用FLAC3D三維有限差分?jǐn)?shù)值模擬軟件,對(duì)1g小尺寸模型試驗(yàn)所得結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證分析。通過對(duì)比驗(yàn)證,證明模型試驗(yàn)的可取性和數(shù)值模型及參數(shù)選取的可靠性。通過采用GEO極限分析數(shù)值模擬軟件,對(duì)開挖面失穩(wěn)形狀和失穩(wěn)模式以及安全系數(shù)進(jìn)行研究。(4)通過采用基于極限平衡法的三維楔形體模型對(duì)開挖面極限支護(hù)壓力進(jìn)行計(jì)算,并利用相關(guān)軟件編寫公式來探究不同埋深C、土體重度?、內(nèi)摩擦角?、黏聚力c以及地表超載p對(duì)于極限支護(hù)壓力uP的影響,得出一般性結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：盾構(gòu) 開挖面 粒子圖像測速技術(shù) 模型試驗(yàn) 數(shù)值模擬 極限平衡法
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U455.43
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 選題背景及意義10
• 1.2 盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀綜述10-16
• 1.2.1 模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 理論研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16
• 1.3 已有研究不足之處16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 第二章 干砂隧道盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性小尺寸模型試驗(yàn)研究20-34
• 2.1 概述20
• 2.2 模型試驗(yàn)20-23
• 2.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>20
• 2.2.2 試驗(yàn)裝置20-21
• 2.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)21-22
• 2.2.4 試驗(yàn)材料22-23
• 2.2.5 試驗(yàn)方法23
• 2.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析23-33
• 2.3.1 開挖面極限支護(hù)壓力24-26
• 2.3.2 地表位移規(guī)律26-29
• 2.3.3 開挖面失穩(wěn)形狀及失穩(wěn)模式29-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第三章 盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定性數(shù)值模擬34-47
• 3.1 概述34
• 3.2 FLAC3D建模及計(jì)算34-36
• 3.2.1 建模及參數(shù)選取34-35
• 3.2.2 模擬方法35-36
• 3.3 試驗(yàn)?zāi)M結(jié)果對(duì)比分析36-46
• 3.3.1 開挖面極限支護(hù)力36-37
• 3.3.2 地表位移規(guī)律37-38
• 3.3.3 開挖面失穩(wěn)形狀及失穩(wěn)模式38-43
• 3.3.4 不同開挖面形狀對(duì)隧道穩(wěn)定性的影響43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于極限平衡法的理論分析47-56
• 4.1 概述47
• 4.2 模型推導(dǎo)47-51
• 4.3 三者之間對(duì)比51-52
• 4.4 主要參數(shù)對(duì)于極限支護(hù)壓力的影響52-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論與展望56-59
• 5.1 結(jié)論56-57
• 5.2 展望57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 附錄65-68

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：614361