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隧道超前注浆加固主动动态控制变形研究
| 论文题名： | 隧道超前注浆加固主动动态控制变形研究 |
| 关键词： | 隧道工程;超前注浆加固;动态控制;沉降规律 |
| 摘要： | 为形成一套隧道超前注浆抬升既有建（构）筑物主动动态控制体系，本文首先从新建隧道引起土层变形，运用监测数据和数值模拟来预测隧道开挖引起的沉降;结合圆孔扩张理论和弹性地基梁理论推导单孔注浆抬升既有建（构）筑物数学表达式;运用mathematic软件推导多孔注浆数学表达式;结合监测反馈;最后形成隧道超前注浆抬升既有建（构）筑物主动动态控制变形的体系。其主要内容如下: (1)通过采集土压力盒数据，算出新建隧道初期衬砌轴力;采用有限元数值模拟，并结合现场监测数据，反算围岩应力释放率。在相同围岩释放率下，分别采用线弹性本构模型、HS本构模型和MC本构模型，得到既有建（构）筑物沉降曲线，与既有建（构）筑物沉降监测数据对比，得出HS本构模型能更好预测既有建（构）筑物沉降规律。 (2)采用圆孔扩张理论和MC破坏准则分析土中注浆产生的附加应力，建立相关简化模型，并结合弹性地基梁理论推导单孔注浆抬升既有建（构）筑物变形方程。 (3)通过位移叠加方法，推导多孔注浆对既有建（构）筑物抬升的数学表达式，运用mathematics软件和最优化理论分析多孔注浆时注浆孔合理间距。 (4)运用mathematics软件分析六种因素（基床系数、既有建（构）筑物的抗弯刚度、既有建（构）筑物上部荷载及埋深、注浆孔到既有建（构）筑物底板距离、注浆压力、注浆孔影响范围）对注浆抬升的影响，求出以上因素对注浆抬升既有建（构）筑物影响的数学表达式。 (5)通过改变膨胀系数和施加外荷载的方法进行注浆抬升的数值模拟，使数值模拟选取参数与实际注浆工程中的注浆压力和注浆量相对应;对比设置变形缝和不设置变形缝两种情况下既有建（构）筑物的注浆抬升效果。 (6)运用监测数据分析和数值模拟计算来分析注浆抬升既有建（构）筑物产生位移和影响范围，同时与本文提出的理论对比，验证这种理论的合理性。 (7)通过工程实例，运用反分析得出新建隧道引起既有建（构）筑物沉降曲线;运用多孔注浆抬升理论，得到既有建（构）筑物多孔注浆抬升曲线;结合监测信息反馈。从而形成一套隧道超前注浆抬升既有建（构）筑物主动动态控制变形的体系。 |
| 作者： | 徐西彬 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 崔江余 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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