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地铁车站PBA法施工对地表沉降影响的研究

作　者: 史继尧
导　师: 刘招伟；余永强
学　校: 河南理工大学
专　业: 工程力学
关键词: 地铁车站 PBA工法地表沉降数值模拟
分类号: U231.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 68次
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内容摘要

本文简要的叙述了工程背景和国内外的研究现状并提出了研究的问题;介绍了目前地铁车站常用的施工方法,以及PBA(Pile-Beam-Arch)工法的施工工艺,并对此工法对地表沉降影响的规律及其地表变形的控制措施进行了分析;以青年大街车站为背景,建立了FLAC3D三维数值模型,分析了车站PBA工法动态开挖过程对地表沉降的影响。PBA工法是一个将传统的框架结构施工方法和暗挖法进行有机结合起来的新型方法,是在提前施作好的边桩、中桩和拱部初支的保护下,暗挖土体并施作二衬等结构的一种施工方法。在暗挖地铁车站的众多的施工方法中,PBA工法以其施工灵活、能较好的控制地表沉降、满足城市复杂的工程环境的要求等优点越来越为工程师所青睐。导洞的开挖是PBA工法中很重要的一个工序,由于导洞的开挖对地表沉降的影响具有非线性的路径相关性,即不同开挖顺序以及开挖进尺对周围环境的影响是不一样的,因此,本文依托沈阳青年大街地铁车站为工程背景,运用FLAC3D有限元数值计算软件,建立力学和计算模型,分析了采用不同开挖顺序下的六种施工方案分别在不同开挖进尺下对地表沉降影响的规律,对比模拟结果,从而得出对周围环境影响最小的施工方案。并通过将数值模拟结果和现场实测数据进行对比分析,总结出PBA工法不同施工阶段对地表沉降产生的影响规律。从而得出一些结论,对以后类似工程的设计和施工具有一定的指导意义。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-19
  1.1 引言  10-11
  1.2 国内外研究现状及意义  11-14
  1.3 地铁车站的主要施工方法  14-16
    1.3.1 明挖法  14
    1.3.2 盖挖法  14-15
    1.3.3 盾构法  15-16
    1.3.4 浅埋暗挖法  16
  1.4 PBA 工法  16-18
  1.5 研究的主要目的、方法及内容  18-19
    1.5.1 本文研究的主要目的  18
    1.5.2 本文研究的主要方法  18
    1.5.3 本文研究的主要内容  18-19
2 PBA 法施工对地表沉降影响的分析  19-35
  2.1 地表沉陷的基本概念  19-20
  2.2 地下隧洞施工引起地表沉降的机理分析  20-23
    2.2.1 地层初始应力状态的改变引起的沉降机理分析  20-22
    2.2.2 土体的固结沉降  22-23
  2.3 引起地表沉降的主要影响因素  23-28
  2.4 地下洞室施工引起的地表沉降规律  28-34
    2.4.1 单一洞室地表沉降规律分析  30-32
    2.4.2 PBA 多导洞施工对地表沉降影响的分析  32-33
    2.4.3 地表沉降理论计算方法  33-34
  2.5 小结  34-35
3 PBA 多导洞施工方案数值模拟  35-62
  3.1 FLAC3D 简介  35-39
    3.1.1 FLAC3D 的基本原理  35
    3.1.2 FLAC3D 的计算步骤  35-38
    3.1.3 FLAC3D 中的基本本构模型  38-39
  3.2 FLAC3D 三维数值模型的建立  39-42
    3.2.1 计算假定和土体物理参数的选取  39-40
    3.2.2 土体物理参数的选取  40-41
    3.2.3 三维模型的建立  41-42
  3.3 开挖模拟方案  42-44
  3.4 模拟结果分析  44-60
    3.4.1 开挖进尺为3 米时各施工方案模拟结果分析  44-52
    3.4.2 开挖进尺为5 米和3 米时各施工方案模拟结果的对比分析  52-60
  3.5 结论  60-62
4 PBA 法施工对地表变形的控制措施  62-72
  4.1 地表变形的控制措施  62-66
    4.1.1 地铁工程地表变形控制的重要性  62
    4.1.2 地表变形控制原理  62-63
    4.1.3 PBA 法施工中常用的地表变形控制措施  63-66
  4.2 针对青年大街车站地表变形控制措施  66-71
    4.2.1 工程概况  66-68
    4.2.2 PBA 法施工引起的地表沉降控制措施  68-71
  4.3 小结  71-72
5 PBA 法施工地铁车站引起的地表沉降实测结果分析  72-80
  5.1 地表沉降监测的必要性、目的及意义  72-73
    5.1.1 监测的必要性  72
    5.1.2 监测的目的及意义  72-73
  5.2 监测方案的确定  73-76
    5.2.1 监测方案设计原则  73-74
    5.2.2 地表测点布置和埋设要求  74-76
  5.3 现场实测结果与模拟结果对比  76-79
  5.4 小结  79-80
6 结论与展望  80-82
  6.1 主要结论  80
  6.2 尚待解决的问题  80-82
参考文献  82-85
作者简历  85-86
  一、基本情况  85
  二、学术论文  85-86
学位论文数据集  86-87
详细摘要  87-88

地铁车站PBA法施工对地表沉降影响的研究

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