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盾构隧道穿越大堤的地表沉降研究
| 论文题名： | 盾构隧道穿越大堤的地表沉降研究 |
| 关键词： | 隧道施工;盾构法;地表沉降;大堤穿越工程 |
| 摘要： | 盾构法是隧道建设的一种重要施工方法，不同于新奥法、矿山法等其他隧道施工方法，盾构法施工具有效率高、安全可靠以及对周边环境影响小等优点。尽管如此，盾构法施工仍不可避免地会对周围土体产生扰动，直接影响隧道施工和周边环境的安全。因此，减小盾构法施工对周围土体的扰动程度，研究地表沉降的原因及其规律对隧道施工具有重要的意义。 本文以南京市纬三路过江隧道江心洲防洪大堤标段为依托工程，利用结构有限元分析软件ABAQUS，对盾构穿越大堤段的动态施工过程进行了数值模拟，得到了周围土体的沉降预测值。对盾构穿越大堤过程中横向及纵向地表沉降进行动态监测，并对监测结果和模拟结果进行了对比分析。结果表明：模拟计算值与实测数据吻合良好，从而证明了本文的数值模拟方法能够较为准确地预测盾构施工过程中的地表沉降。为了进一步指导隧道开挖，在盾构开挖的三维模型基础上，分别研究了盾构掘进压力、注浆条件、覆土模量及围岩应力释放对地表沉降的影响，并提出了相应的控制措施，为盾构法施工提供了参考依据。论文的主要工作和研究成果如下： （1）盾构掘进压力对纵向地表沉降影响较大，掘进压力应控制在开挖面的水土压力左右，穿越江心洲大堤段的掘进压力应控制在500kPa左右。 （2）采用等代层模拟同步注浆层，等代层的模量变化对地表沉降影响较小，等代层的厚度变化对地表沉降影响较大。 （3）二次注浆压力对地表沉降有着较大的影响，二次注浆压力越大，地表沉降越小；同时，二次注浆还会引起纵向地表出现不均匀沉降。 （4）隧道上方覆土模量对纵向地表最终沉降量影响较大，对横向地表沉降影响较小。覆土条件相同的情况下，距隧道越近，受到扰动的程度越明显，从而地层的变形也就越大。 （5）地质条件和盾构施工参数不变的情况下，地表的沉降量随着围岩应力释放的增加而增加，但是增幅较小。 |
| 作者： | 杜君 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 吴永桥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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