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北京地区新建隧道穿越既有地铁结构的变形规律研究
| 论文题名： | 北京地区新建隧道穿越既有地铁结构的变形规律研究 |
| 关键词： | 隧道工程;穿越施工;既有地铁结构;变形规律 |
| 摘要： | 随着北京地铁网络的加密，新建隧道穿越既有地铁结构工程大量出现。由于地铁安全运营要求的严苛性，使得新建隧道穿越施工的难度增大、周期变长、经济成本增加。研究新建隧道穿越施工时既有地铁结构的变形规律，寻找一种快速可靠的变形预测方法，成为城市施工中急切需要解决的问题。 本文以北京地区新建隧道穿越地铁1号线、6号线等8个工程为依据，进行了分析研究。应用相关性分析、正态性检验、高斯拟合以及数值模拟的方法，对新建隧道穿越工程中的既有地铁结构变形规律、预测方法做了深入的研究。取得以下主要成果: (1)通过对实测数据的分析研究，将既有地铁结构全施工周期变形归纳为六个阶段:前期变形波动期、变形发展期、快速变形期、后期变形波动期、缓速沉降期、稳定期。其中快速变形期是既有地铁结构变形幅度最大的阶段，下穿工程中该阶段的累积变形量占全施工周期最大变形量的63％～70％，上穿工程中则为82％～88％。 (2)采用相关性分析等方法，研究了变形的影响因素。既有地铁结构的变形与新建隧道的开挖面积呈正相关;与穿越间距、穿越夹角、是否采取加固措施呈负相关;与新建隧道埋深、既有地铁结构埋深的相关性因穿越类型不同而变化。根据相关系数分析，各因素对既有地铁结构变形的影响程度由大到小依次为:穿越间距、新建隧道开挖面积、新建隧道埋深、既有地铁结构埋深、加固措施、穿越夹角。下穿工程中，其相关系数依次为:-0.559、0.524、-0.507、0.481、-0.44、-0.353;上穿工程中，其相关系数依次为:-0.887、0.67、0.586、-0.513、-0.505、-0.395。 (3)采用正态性检验的方法证明了既有地铁结构变形服从正态分布，表明既有地铁结构整体变形呈“柔性”特征，与天然地层变形特征相似，但变形幅度要小于后者。 (4)采用高斯拟合等方法，结合Peck公式，推导出了最大变形预测方程，该方程为经验方程，当所在地区有大量的工程经验，对方程中的参数取值有较准确的估计时，预测的准确度会相应提高。并采用实际工程和数值模拟方法验证了预测方程的正确性。 |
| 作者： | 段蕾阳 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 彭华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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