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桩洞法施工地铁隧道稳定性分析与控制研究
| 论文题名： | 桩洞法施工地铁隧道稳定性分析与控制研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;桩洞法;施工技术;数值模拟;地震荷载;稳定性 |
| 摘要： | 为了减小浅埋或超浅埋地铁区间隧道长距离沿交通主干道施工对上部交通的影响，实现道路的不间断畅通；为了推进岩土隧道工程的产业现代化，实现地铁工程的标准化、产业化；依托济南市轨道交通R1线王府庄-玉符河站区间隧道浅覆土长距离沿刘长山路施工为工程背景，提出了一种上部交通影响小、产业现代化水平高、环境污染少的绿色快速支护新方法，并通过理论计算、数值模拟等研究手段和方法，对设计、施工过程中的一系列问题进行了研究，具体如下： （1）桩洞法概念；详细介绍了该工法的设计理念、支护结构断面形式、施工工艺以及主要的优势特点；针对施工过程中存在的重难点，从预制桩桩位精度控制、节点防水处理、地表沉降控制、掌子面稳定性控制四方面进行了专项研究，制定了专项施工方案。 （2）探讨了桩洞法的设计计算方法：将支护桩简化为无支护悬臂式、单支撑式板桩支护结构计算模型，将顶拱结构简化为两铰拱、四铰拱、无铰拱计算模型，将单块侧墙预制板结构简化为简支梁，采用岩土力学、结构力学求解了不同计算模型的内力计算公式，掌握了桩洞法结构的变形趋势，求解了螺栓连接的最小锚拉力大小，为现场施工螺栓的选择提供了参考。 （3）基于地层-结构模型的桩洞法数值计算分析：建立三维数值计算模型，设定四种模拟工况，并对不同工况下的地表沉降，各构件应力、变形变化规律以及不同截面的剪切应变增量、剪切应变率分布特点进行研究分析，为施工工程的设计、施工提供了技术指导。 （4）地震荷载下的力学响应分析：以汶川地震成都观测站前20s观测数据为基础，通过地震动衰减模型得修正后的地震波加速度时程曲线；并以此作为动力荷载输入源施加于模型侧面y向和底部z向，以期模拟水平扰动的剪切波和竖直扰动的地震压缩波。研究分析了1.0s~5.0s内，不同结构构件的位移、应力增量变化规律以及不同时刻的塑性区分布特征；对地震荷载作用下桩洞法的力学响应有了初步了解，为后期地铁建设、运营过程中的维护加固提供了借鉴意义。 |
| 作者： | 李强 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王渭明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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