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盾构施工穿越古城墙安全性研究

作　者: 段苒
导　师: 袁大军
学　校: 北京交通大学
专　业: 岩土工程
关键词: 盾构隧道古城墙近距穿越安全控制数值模拟
分类号: U455.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 63次
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内容摘要

本文以西安地铁二号线为工程背景,对盾构施工近距离穿越古城墙安全性进行了分析和研究,内容包括:盾构近距离穿越引起的地面沉降的机理和施工控制措施;盾构近距离穿越古城墙施工数值模拟;盾构隧道施工中城墙评价原则和标准的初步建立。本文的主要结论如下:(1)分别采用经验公式法和数值模拟法进行计算,并将计算结果与试验段现场监测值进行对比分析,论证了数值分析法的计算结果与现场实测值更为吻合,表明数值模拟法作为盾构施工近距离穿越古城墙安全性研究方法更为合理;(2)针对不同地基加固方案分别进行了盾构掘进三维数值模拟,并与正常施工(不采取任何地基加固措施)盾构掘进模拟结果进行比较,论证了地基加固措施对保证城墙安全的必要性,并对比得出采用钻孔灌注桩-化学注浆综合加固措施处理效果最优,可满足工程安全要求;(3)提出将绝对沉降量和局部倾斜值(相对)作为城墙安全的评价指标,并建立了评价标准。此评价标准对盾构穿越城墙安全控制具有直接指导意义。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-16
  1.1 前言  10
  1.2 本文所依托的工程背景  10-12
  1.3 本文的国内外研究现状及方法  12-15
    1.3.1 研究现状  12
    1.3.2 研究方法  12-15
  1.4 目前存在的问题  15
  1.5 本文研究的内容  15-16
2 盾构施工引起的地表变形  16-26
  2.1 地表变形的原因  16-17
  2.2 地表沉降的表现形式和机理  17-21
    2.2.1 纵向地表沉降  17-20
    2.2.2 横向地表沉降  20-21
  2.3 地层沉降的分布范围分析  21
  2.4 盾构施工对邻近建筑物的影响机理  21-22
  2.5 盾构施工穿越既有建筑物的控制措施  22-26
    2.5.1 主动控制措施  22-23
    2.5.2 被动控制措施  23-26
3 本文工况下的盾构施工数值模拟  26-38
  3.1 计算理论及方法  26-29
    3.1.1 数学模型  26-27
    3.1.2 边界和初始条件  27
    3.1.3 本构方程  27-28
    3.1.4 破坏准则和流动法则  28
    3.1.5 数值方法  28-29
    3.1.6 主要计算步骤  29
  3.2 计算思路  29-35
    3.2.1 计算思路及前提假设  29-30
    3.2.2 试验段地表沉降Peck公式估算  30-32
    3.2.3 试验段盾构施工引起地表沉降数值模拟  32-35
    3.2.4 沉降量对比分析  35
  3.3 计算工况介绍  35-36
    3.3.1 计算域的确定  35-36
    3.3.2 计算工况  36
  3.4 本章小结  36-38
4 基于西安城墙半整体模型计算分析  38-70
  4.1 正常施工(不采取任何地基加固措施)工况  38-46
  4.2 正常施工考虑防空洞工况  46-51
  4.3 钻孔灌注桩地基加固工况  51-58
  4.4 化学注浆地基加固工况  58-62
  4.5 钻孔灌注桩-化学注浆地基综合加固工况  62-67
  4.6 本章小结  67-70
5 盾构隧道施工中城墙安全评价标准的建立  70-78
  5.1 国内外标准  70-72
  5.2 城墙已产生沉降裂缝位置局部倾斜  72-76
  5.3 本章小结  76-78
6 结论与展望  78-80
  6.1 本文主要结论  78-79
  6.2 研究展望  79-80
参考文献  80-83
作者简历  83-85
学位论文数据集  85

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