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饱和软土双线盾构掘进引起的土体变形及控制方法研究
| 论文题名： | 饱和软土双线盾构掘进引起的土体变形及控制方法研究 |
| 关键词： | 隧道施工;饱和软土区;盾构掘进;土体变形;孔隙水压力 |
| 摘要： | 在城市地下空间的建设中，盾构法是一种目前应用最为广泛的施工方法。盾构法施工不可避免的会对周围土体产生扰动，改变土体的应力状态，从而引起土体变形。本文采用实测分析法、理论计算法和数值模拟法对双线盾构施工引起的土体变形进行了研究，提出了考虑孔压的盾构施工土体变形和孔隙水压力计算公式，具体研究内容和创新工作如下: 笔者对软土区双线盾构施工进行了现场实测，通过对现场实测数据的分析，研究了双线peck公式在软土地区的适用性及地表的变形规律，进一步对土体损失率的取值进行了研究，分析结果表明:软土地区双线盾构掘进引起的沉降绝对值较大且二次扰动效应明显强于其它土质;地表最终沉降和单环排土量与盾尾注浆压力的比值之间存在较好的正相关;土体损失率与单环排土量之间满足玻尔兹曼分布规律。 在现有盾构施工引起的土体变形研究均把土体当作单相介质的不足上，推导了半无限空间饱和土中土压平衡盾构施工切口附加推力、盾壳摩擦力和盾尾注浆压力等参数变化引起的空间内任意点土体变形和孔隙水压力计算公式，结合实例进行计算并与实测数据对比分析，得到了盾构掘进过程中土体变形和空隙水压力变化的规律;与Mindlin解进行对比分析得出忽略孔压的影响会使沉降计算结果偏小，本文方法更符合实际;利用Plaxis3D软件模拟饱和软土盾构掘进引起的土体变形并将所得结果与理论计算结果和实测数据进行了对比分析。 对软土区盾构掘进刀盘扭矩的计算公式及刀盘扭矩与地表瞬时隆沉之间的相关性进行了研究并探讨了相应的盾构掘进技术，提出了适合杭州软土地区的土压平衡盾构机刀盘扭矩计算方法，结合理论计算结果和实测数据进行对比分析，研究结果表明:软土区刀盘扭矩可由七个计算影响因子组成，计算得到的理论最大扭矩与实测最大扭矩相差10％，吻合度较高;进一步定义了刀盘扭矩与单环排土量的比值M，研究得在扭矩值一定的情况下，地表变形随着单环排土量的减少逐渐由沉降转变为隆起。研究成果对合理设置软土区盾构施工参数和控制地表变形具有较好的指导价值。 |
| 作者： | 王凡勇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 魏新江;丁智 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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