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富水砂层土压平衡盾构掘进施工引起的地表沉降分析

作　者: 吴迪
导　师: 赵俭斌；徐岩
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土压平衡式盾构 地表沉降 修正系数 优化 Flac3d
分类号: U455.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着我国综合国力的提高,许多大城市都将跻身于国际大都市,其城市现代化建设也必将提速,而缓解城市交通压力的城市地铁建设将是重中之重。可以预料,21世纪必将是我国城市地铁建设的高峰时期。土压平衡式盾构施工是为了适应城市地下工程没有明挖条件而产生的隧道开挖方法,由于它的实用性和不影响地面交通的优越性,使其应用越来越广泛。而正是由于它主要应用在城市地下工程中,因此研究土压平衡式盾构施工稳定性和对环境的影响具有非常重要的现实意义。本文结合沈阳地铁工程实例,以研究盾构施工造成的地表沉降规律为目的,采用现场监测与Flac3d数值模拟相结合的方法,得到沈阳地区砂性土层在施工中的沉降规律。另外,针对沈阳地区的地质条件,论文采用数值模拟与实测数据对比的方法,优化盾构施工参数。研究得出:1)土压平衡式盾构施工在砂土地区工作是可行的。2)用Flac3d进行土压平衡式盾构施工的模拟是可行的,在简化土层分布、注浆等条件下,可以得到近似实际监测的结果。3)因此,数值模拟可以与实际监测结果结合,指导盾构施工。盾构施工的影响范围为:沿隧道掘进方向,距开挖面前24米,后30米;水平方向为30米,对称于隧道轴线。4)得出了沈阳砂土地区沉降槽宽度修正系数的取值范围。结合隧道穿越苏抚铁路的监测资料,优化了盾构施工参数,为后续类似施工提供参考。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 引言  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
    1.2.1 盾构施工对土体扰动理论研究  9-10
    1.2.2 地表变形的理论及经验预测  10-13
  1.3 研究现状评价  13-14
  1.4 本文的研究内容与方法  14
  1.5 本章小结  14-16
第二章 土压平衡式盾构法施工  16-25
  2.1 土体隧道围岩变形的影响因素  16-17
    2.1.1 地质因素  16
    2.1.2 人为因素  16-17
  2.2 隧道施工引起的土体扰动机理分析  17-19
  2.3 土压平衡式盾构施工工艺  19-24
    2.3.1 前期准备工作  19-22
    2.3.2 隧道开挖  22-24
  2.4 本章小结  24-25
第三章 盾构隧道施工监测与数据分析  25-40
  3.1 监控测量系统的设计原则  25-26
  3.2 工程概况  26-29
    3.2.1 简述  26-27
    3.2.2 工程水文地质条件  27-29
    3.2.3 盾构隧道结构设计  29
  3.3 盾构施工监测分析  29-38
    3.3.1 地表沉降观测点布设  29
    3.3.2 横向沉降规律分析  29-31
    3.3.3 横向沉降槽系数的修正  31-33
    3.3.4 纵向沉降规律  33-38
  3.4 本章小结  38-40
第四章 盾构施工数值模拟  40-57
  4.1 Flac3d 程序简介  40-42
    4.1.1 概述  40-41
    4.1.2 程序特点  41
    4.1.3 适用范围  41-42
  4.2 Flac3d 计算基本原理  42-46
    4.2.1 数学模型描述  42-43
    4.2.2 数值公式表示  43-46
    4.2.3 数值计算过程  46
  4.3 盾构施工的Flac3d 数值模拟  46-50
    4.3.1 影响地面沉降和结构变形的施工因素  46-47
    4.3.2 Flac3d 数值模型有关假定  47-48
    4.3.3 盾构施工的数值模型  48-49
    4.3.4 数值模拟过程  49-50
  4.4 数值模拟结果分析  50-56
  4.5 本章小结  56-57
第五章 盾构掘进施工参数的优化  57-63
  5.1 地基加固措施  57
  5.2 掘进参数的优化  57-61
  5.3 土体改良措施  61
  5.4 监控测量  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章 结论与展望  63-65
  6.1 主要结论  63
  6.2 展望  63-65
参考文献  65-68
作者简介  68
作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文  68-69
致谢  69-70

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道施工 > 施工方法 > 盾构法（全断面开挖）
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