原文传递
不均匀沉降对城市盾构隧道影响及预测研究
| 论文题名： | 不均匀沉降对城市盾构隧道影响及预测研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;病害整治;不均匀沉降;数值模拟 |
| 摘要： | 随着北京市地铁线路的不断增加，运营时间的不断增长，隧道病害问题越来越严重。尤其是北京机场线盾构隧道区间段渗漏水、裂缝、错台问题突出，为了能对病害进行有效的整治，必须了解病害的产生原因，作用机理等问题，因此，文章首先从机场线盾构隧道现场调研入手，针对渗漏水、裂缝、错台等病害出现的数量、位置、特征进行了检测和整理。通过分析发现，渗漏水主要集中在盾构隧道拱顶位置，裂缝主要出现在拱腰和拱顶位置，错台最严重的的位置主要在拱脚处。在对机场线病害分布特点进行分析后，发现造成盾构区间段病害高发的主要原因是隧道不均匀沉降。为了研究不均匀沉降对盾构隧道的影响，首先，在施工期和运营期两个方面分析了隧道不均匀沉降的原因。然后，利用ABAQUS有限元软件，依靠现场检测数据，建立了32环三维盾构隧道模型，对不均匀沉降带给盾构隧道管片的影响进行应力分析。结果表明:(1)在没有发生沉降时，盾构隧道拱顶内侧和拱腰外侧受拉，拱腰内侧受压，隧道结构安全稳定;(2)当发生沉降，盾构隧道管片最大拉应力出现在错台量最大管片附近，沉降值达到20mm时，拱顶位置最大拉应力超过极限拉应力而致使拱顶内侧发生受拉破坏;(3)沉降值达到45mm时，拱腰内侧的最大压应力超过极限压应力值，出现受压破坏，同时，管片内螺栓也发生屈服破坏。最后，利用经验公式计算出不均匀沉降对盾构隧道在极限状态下的影响，和数值模拟结果进行对比分析，发现两者的计算结果十分接近，这个发现验证了数值模拟的准确性，文章提出了盾构隧道沉降的极限值50mm、报警值40mm、预警值35mm，并给出不同沉降值下对盾构隧道状态的预测。本文的创新点体现在:(1)在对隧道不均匀沉降数值模拟过程中，不仅考虑了纵向方向上的不均匀沉降，而且考虑了结构受外力后横向变形影响;(2)本文为了模拟出环内六个管片、环与环之间的错缝拼接、管片与螺栓之间的连接关系，建立了复杂的结构模型;(3)本文依托于“基于初始损伤北京地铁盾构隧道理论研究”项目，将数值模拟结果与工程实践相结合，确保结论的准确性。 |
| 作者： | 苏道振 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 骆建军 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
