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强透水砂卵石地层盾构管片受力特性研究
| 论文题名： | 强透水砂卵石地层盾构管片受力特性研究 |
| 关键词： | 隧道施工;盾构管片;衬砌结构;力学特性;砂卵石地层 |
| 摘要： | 黄河是中华文明的发祥地，是我国第二长河，自远古以来即以“河道多变、水患多发”而著称。兰州地铁1号线是我国首次以隧道方式穿越黄河复杂地层并用于轨道交通的水下工程。 本论文以兰州轨道交通1号线穿黄区间迎门滩～马滩站为依托工程，采用相似模型试验（其中几何相似比为1∶10、容重相似比为1∶1）和管片结构数值模拟为研究手段，研究了不同埋深、不同水压情况下，隧道下穿强透水砂卵石地层时衬砌结构力学行为，得到盾构隧道穿越强透水砂卵石地层时盾构管片的内力特征。主要成果如下: (1)在气压代替水压的理论思想指导下，试验过程中对加载装置进行了重点开发，研发了能够实现对均布水压加载的装置。与此同时，配合使用卧式加载试验系统，水压与土压的加载过程完全分离，彻底实现了水、土压力的分别加载。试验结果表明，相比于“环箍”等传统的水压加载模式，该装置在模拟盾构管片承受的均布水压荷载时更加接近实际情况，从而在研究高水压对盾构隧道的作用时，使试验结果更加接近真实情况。 (2)利用三维有限元软件ANSYS，采用梁-弹簧模型进行数值模拟计算，研究了水压、侧压力系数和拼装方式对于管片内力的影响。 (3)在模型试验和数值计算的基础上系统总结了在强透水砂卵石地层条件下水压力、竖向土压力、土体侧压力系数和拼装方式对管片衬砌结构力学特性的影响规律，揭示了盾构管片衬砌结构力学分布特性。 |
| 作者： | 张雪金 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 曾艳华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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