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浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究
| 论文题名： | 浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性及掘进参数研究 |
| 关键词： | 浅埋透水复合地层;泥水盾构;开挖面;稳定性;掘进参数 |
| 摘要： | 近年来，泥水盾构被越来越广泛地应用于城市地铁的越江隧道建设中。然而，针对复杂地质、高水压、埋深浅等特殊状况，如何探清泥水盾构泥膜形成过程的力学机理、保证透水地层盾构开挖面的稳定性、选择合适的盾构掘进参数等，是当前亟待需解决的问题。 本文以南昌市轨道交通1号线一期工程秋水广场站～中山西路站区间隧道为工程背景，以国家重点基础研究发展计划(973)项目(2011CB013802)和中铁隧道集团科研项目为依托，采用理论分析、数值模拟、现场测试以及数理统计等方法，针对浅埋透水复合地层泥水盾构开挖面稳定性与掘进参数等问题进行了较系统的研究。论文主要完成的研究工作如下: (1)从泥水盾构泥膜形成机制入手，建立泥膜形成过程的力学分析模型，推导了泥膜厚度增长速率、泥水盾构开挖面处泥浆滤液流速和单位时间内滤失量的计算公式，并通过对其主要影响因素分析，得到了不同参数下泥膜厚度、开挖面泥浆滤液流速和单位时间内滤失量等的影响规律。 (2)基于极限上限法理论，建立浅埋透水地层泥水盾构开挖面稳定性的理论分析模型，推导了考虑渗流条件下浅埋透水地层泥水盾构隧道极限支护压力的计算公式。结合工程实例，采用数值模拟验证了理论计算方法合理性，进而通过对盾构开挖面极限支护压力影响因素的分析，得到了不同参数下盾构开挖面极限支护压力的影响规律。 (3)采用数理统计的方法对复合地层泥水盾构掘进参数进行统计分析，获得了不同地层下泥水盾构掘进参数的变化范围以及沿区间纵向的变化规律，并给出了泥水盾构掘进参数的合理控制范围。 (4)通过多元回归分析，得到了不同地层段盾构掘进速度和刀盘扭矩的回归数学模型，并将现场实测数据与拟合值对比分析，得出该回归数学模型合理，可以作为盾构掘进速度和刀盘扭矩的预测模型。 |
| 作者： | 曹成勇 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 施成华;彭立敏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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