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海底沉管隧道管段沉降与应变研究
| 论文题名： | 海底沉管隧道管段沉降与应变研究 |
| 关键词： | 沉管隧道;不均匀沉降;三参数模型;粘弹性地基梁;车辆荷载;管段变形 |
| 摘要： | 随着沉管隧道技术的日益成熟，更多的跨河（海）工程选择沉管法来施工。然而作为一种特殊水下隧道，管段的不均匀沉降及变形将导致管段开裂、渗漏等严重问题，直接影响到隧道的寿命和安全。本文主要通过理论推导及有限元模拟对沉管隧道管段沉降进行深入分析，通过实测对沉管隧道管段变形进行研究。本文主要创新点和结论如下: (1)在修正的弹性地基梁法基础上，对K的取值方法和接头约束方式进行了改进，使之更符合实际工程，提出了新的计算沉管隧道纵向不均匀沉降的方法。并以舟山沈家门港海底沉管隧道为例，进行了详细的算例分析。 (2)把沉管隧道基础层和地基土层整体定义为复合地基，用弹簧代表基础层，Kelvin模型代表地基土，提出采用三参数模型来模拟复合地基。在弹性地基梁解的基础上，根据对应性原理和三参数模型本构关系，利用拉普拉斯变换推导出沉管隧道三参数模型的沉降解析解。 (3)假定软土地区海底沉管隧道地基土为Kelvin模型，车辆荷载是随时间变化的波动荷载形式，引入粘弹性地基梁模型，利用模态叠加法进而给出了三种情况下沉管隧道的竖向位移、弯矩和地基反力的解答。结合天津海河沉管隧道工程实例，分析了车辆速度、地基土模量对沉管隧道竖向位移及弯矩的影响。发现车速对管段振动的频率产生影响，且车速越快，振动越剧烈，但对振幅没有影响;地基模量对管段振动的振幅影响很大，且地基模量越小，振幅越大，但对振动周期没有影响。 (4)采用光纤光栅传感器对舟山沈家门港海底沉管隧道的管节应变进行监测，并对实测数据进行分析，研究了各截面测点实测应变值随时间的变化规律以及潮汐荷载对管段应变的影响。 (5)利用MIDAS GTS软件对舟山沈家门港海底沉管隧道进行了三维模拟，得到了各管段的不均匀沉降，及管段应力变形的结果，并且与第二章理论计算隧道纵向不均匀沉降值及实测值进行比对分析。 |
| 作者： | 苏勤卫 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 魏纲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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