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活载荷作用下盾构隧道开挖面稳定性及地表变形控制研究
| 论文题名： | 活载荷作用下盾构隧道开挖面稳定性及地表变形控制研究 |
| 关键词： | 隧道开挖;泥水盾构;围岩变形;沉降监测 |
| 摘要： | 城市隧道工程的盾构法施工由于受施工场地的限制，地表交通活载荷不能及时清除，会对隧道周围岩土体产生扰动，导致隧道开挖面失稳或地表过大变形。过大的地层变形容易引起隧道地表塌陷，给地表建筑物、地下管线带来严重的破坏，造成巨大的经济损失。因此，对活载荷作用下的开挖面失稳与地表变形规律开展专题研究具有较强的现实意义。本文通过搜集和查阅相关文献，在国内外对盾构施工过程中的开挖面失稳与地表变形研究的基础上，采用FLAC3D软件对地表存在交通活荷载的隧道开挖过程进行数值模拟分析，将其模拟结果与现场监测结果以及Logistic模型预测结果进行对比，得出了活载荷作用下盾构隧道开挖过程中的开挖面前方土体横向与纵向沉降规律、开挖面极限支护压力、隧道工后沉降规律。 本研究主要内容包括：⑴采用有限差分软件FLAC3D对地表有、无活载荷时的盾构隧道开挖过程进行模拟分析，得出了有、无活载荷时开挖面的位移场与应力场的差异。⑵将开挖面支护压力微小变化时，开挖面中心点位移突变的支护压力确定为开挖面极限支护压力。通过不断调整开挖面支护应力比，得出了开挖面中心点位移，并通过绘制开挖面支护应力比与开挖面中心点位移关系曲线，得到了隧道地表有、无活载荷时的开挖面极限支护压力。⑶数值模拟过程中，分别在开挖面前方1m处每隔3m设置一横向历史位移监测点以及在地表隧道轴线处每隔2m设置一个纵向历史位移监测点，得出了有、无活载荷时开挖面前方土体地表变形规律。⑷根据文中所依托工程的水文地质情况制定了地表沉降监测方案，并运用Logistic模型对监测结果进行统计分析，得出了各监测点工后最大沉降值。通过将上述结果与数值模拟结果的对比，得出了活载荷作用下的盾构隧道工后沉降规律。⑸根据上述研究结论，并结合相关文献与类似工程经验，提出了一些有针对性的安全施工技术措施。 |
| 作者： | 张小军 |
| 专业： | 安全技术及工程 |
| 导师： | 黄仁东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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