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土压平衡盾构施工引起地表横向不均匀沉降的因素分析
| 论文题名： | 土压平衡盾构施工引起地表横向不均匀沉降的因素分析 |
| 关键词： | 地铁隧洞;盾构施工;地表沉降;土体重度;土体泊松比;同步注浆率 |
| 摘要： | 在城市地铁建设中，盾构掘进开挖将引起施工地层的移动和变形，由此所产生的地表沉降，特别是地表不均匀沉降是上部结构失稳破坏的诱因之一。本文以土压平衡盾构为例，结合相关理论及工程监测资料，对盾构施工过程中影响地表两侧差异沉降的因素进行了详细的分析及相应的数值计算，主要研究内容体现在以下方面： （1）通过分析盾构开挖掘进过程中周围土体的应力状态变化，从地层条件及盾构施工参数两个方面总结施工中地表沉降的主要影响因素。根据盾构发生偏心超挖时的移动姿态，修正了盾构超挖间隙的计算公式。结合工程实际中的注浆效果，建立了浆液充填渗透平面等效模型。 （2）在土质条件的因素分析中，得到土体重度在其变化范围内对地表沉降值的影响最大，土体泊松比在其变化范围内对地表两侧差异沉降的影响最大。当土体重度由16kN/m3增至26kN/m3时，y=0m处监测点的沉降值减小了1.638mm，y=11.5m处监测点的沉降值减小了3.375mm；当土体泊松比由0.3增至0.31时，y=±14.5m处的沉降差值s+-s-减小了0.213mm，y=±13m处的沉降差比值|(s+-s-)/s0|减小了2.11％。 （3）在施工工艺的因素分析中，得到同步注浆率在其变化范围内对地表沉降值及地表两侧差异沉降的影响最大。当注浆率由1增至2.65时，y=0m处监测点的沉降值减小了12.171mm，y=-11.5m处监测点的沉降值减小了1.373mm；当注浆率由1增至2.9时，y=±14.5m处的沉降差值s+-s-减小了0.451mm，y=±14.5m处的沉降差比值|(s+-s-)/s0|减小了0.73%。 （4）在几种极端不利工况中，浆液集中下分布模式下所产生的地表沉降值最大，为27.35mm；浆液集中上分布模式下所产生的地表沉降值最小，为?7.551mm；浆液集中一侧分布模式下所产生的沉降差值s+-s-最大，为4.524mm（y=±14.7m）；当注浆压力集中分布于隧道上部一侧区域，在注浆压力持续施加的情况下，p=500kPa时所产生的沉降差比值|(s+-s-)/s0|最大，为121%（y=±10m）。 （5）依托西安地铁某盾构施工段建立三维数值模型，结合实际施工情况对施工间隙的大小及分布模式进行调整，得到与实测值相一致的计算结果。 |
| 作者： | 董昕 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 雷胜友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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