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隧道下穿工程中地层及结构力学响应研究
| 论文题名： | 隧道下穿工程中地层及结构力学响应研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;下穿工程;既有管线;受力机制 |
| 摘要： | 近些年，随着对地下空间不断的开发与利用，地铁车站、隧道及各种市政隧道的兴建越发普遍。与此同时，城市地下空间分布着众多的管线，如燃气管、电力沟、上水管等管线，不可避免的是新建的隧道或者隧洞会下穿这些管线，扰动既有管线，造成管线和地层的变形。综上，研究新建隧道下穿既有管线时对管线造成的影响具有十分重要的工程价值和理论意义。本文以闵乡隧道下穿高速公路试验段为工程背景，参照Pasternak模型，建立刚性固定端双参数弹性地基梁模型，各段的地基基床系数依据实际情况设定，使模型更加符合实际工况。根据此模型推导出管棚变基床系数变形方程，然后又依照未考虑初期支护和土体扰动引起地基基床系数变化的情况，推导出管棚不变基床系数变形方程。此外，采用ansys数值模拟软件建立荷载—结构模型计算出管棚的变形用以验证弹性地基梁计算模型的正确性。然后建立闵乡隧道的三维数值模型，得出管棚的应力和应变结果，并将其与实测数据、弹性地基量理论计算结果加以对比，用以验证三维模型的建模方法和参数选取的准确性，为之后研究隧道下穿既有管线的研究提供建模方法和参数选取参考依据。新建隧道平行下穿既有管线时，管线的受力机制与超前预支护中管棚的受力机制一致，因此将此模型应用于天津某盾构隧道下穿既有管线工程中，利用FLAC三维数值模拟软件进行建模计算，分析不同工况下新建下穿隧道对既有管线变形和受力情况，从而找出各因素对既有管线变形和受力的影响规律，为该工程的安全设计和施工提供技术支撑。 目前大城市正在大力推进地下空间的开发与利用，随着地下结构功能的日趋复杂，施工过程难免会遇到穿越既有结构的情况，隧道下穿既有管线目前是施工及科研的热点问题。下穿问题的难点在于揭示土层、既有结构、施工隧道结构三者之间的相互作用及耦合关系。本文提出从既有既有线深度、管线水平位置、管线直径三个影响因素出发的研究路线及技术方案，为上述热点问题提出一种新的解决方案。 |
| 作者： | 赵春安 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 朱涵;蔡广 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2019 |
| 正文语种： | 中文 |
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