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城市地铁隧道TBM法施工引起地层振动和地面沉降分析
| 论文题名： | 城市地铁隧道TBM法施工引起地层振动和地面沉降分析 |
| 关键词： | 隧道掘进机;地铁隧道;地层振动;地面沉降;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国近年来城市地铁建设的快速发展,TBM法被尝试应用到了地处岩石地层的城市地铁隧道建设中,如重庆6号线和青岛2号线。在城市中心区复杂的环境条件下,地铁线路难以避免的要途经或从下方穿越既有建(构)筑物,隧道施工诱发的地层振动和地面沉降会对既有建(构)筑物造成一定影响。因此,对隧道施工诱发的地层振动和沉降问题进行深入研究很有意义。本文应用数值模拟方法,以重庆轨道交通6号线一期工程TBM法隧道施工为背景,对TBM掘进施工诱发的地层围岩振动和地面沉降进行模拟分析。本文的研究可以为 TBM在城市地铁施工提供一定参考。主要研究内容及结论如下: (1)以重庆轨道交通六号线一期工程为背景,采用数值模拟方法,建立二维动力分析模型,分析不同掘进速度下围岩振动效应,以及 TBM施工振动在地表以及围岩中的传播规律,并通过振动信号的频谱分析,获得质点振动的振速峰值和主振频率参数,评估TBM施工振动的影响范围和影响程度,结果表明隧道轴线两侧6D(D为隧道直径)范围内TBM施工振动影响明显,超过6D范围后振速较小,随着掘进速度降低,振速峰值减小。 (2)隧道钻爆法施工振动效应分析:应用二维有限差分软件FLAC,建立二维动力分析模型,进行钻爆法施工的动力分析,对比分析 TBM法和钻爆法这两种施工方法引起的振动强度和频率特性的差异,结果表明钻爆法的振动影响范围和程度显著大于TBM法。 (3)隧道 TBM法施工地层变形的三维数值分析:采用三维有限差分软件FLAC3D进行TBM开挖施工的数值模拟,建立三维地层与隧道的数值模型,考虑地应力释放特点,分析 TBM掘进施工引起的地层变形,获得不同隧道直径和隧道埋深等条件下地表沉降的变化规律。结果表明岩石地层中小直径地铁隧道开挖施工引起的地面沉降较小,隧道直径是影响地面沉降的控制因素,埋深是非控制因素。 |
| 作者： | 杨龙 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 杜守继 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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