原文传递
顶管施工中土体变形与控制技术研究
| 论文题名： | 顶管施工中土体变形与控制技术研究 |
| 关键词： | 顶管施工;土体变形;临界点;控制措施 |
| 摘要： | 顶管法作为一种地下暗挖施工方式，在实际生活中已经广泛应用。由于此类工程具有较高的隐蔽性，施工过程涉及土体开挖与支护会对环境会产生复杂的变形影响，直观表现为地表的沉降与隆起。结合苏州城区某引水工程，应用ABAQUS有限元软件，分别对单行顶管和平行顶管进行数值模拟，研究不同施工因素对土体变形的影响大小，将模拟结果与实测数据进行对比，得出的主要成果包括： （1）总结前人的研究成果，得出顶管施工造成土体变形的原因包含应力扰动和地层损失，其中地层损失是主要原因。扰动区按类型可分为挤压、剪切、卸载和固结四个区域。 （2）由单行顶管模拟可知，土体随着深度增加，管道正上方处沉降量越大，远离管道处反而减小，临界点位于管道两侧2D~2.5D（D为管道外径）；管径增加与土体沉降增量呈线性关系；顶推面压力、摩擦系数的增大和静止土压力系数的减小都会造成土体沉降量增大。通过引入比值系数s（h/d），得出最大沉降量与s呈指数函数规律；随着环向空隙率增加，前方土体将不再出现隆起，轴线方向整体沉降。 （3）由平行顶管模拟可知，施工对不同深度土体的变形影响主要出现在管道两侧约6D范围内。两管中心区域土体受到双重挤压作用，随着深度增加，沉降曲线由U形变为W形，顶管下侧的土体则由M形变为倒U形；临界轴心距约为6D，超过6D后沉降量变小，沉降范围增大；同时顶进比先后顶进造成的沉降影响大，管道两侧12m范围内土体沉降达到总沉降量的80%~90%；相同截面积下，矩形顶管施工引起的沉降量比圆形顶管多1~2mm。 （4）将模拟结果与实测数据对比发现，模拟符合实际土体变形规律，具有借鉴意义。基于土体变形原因，提出了几条控制措施供参考。 |
| 作者： | 马家良 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王源 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州科技大学 |
| 学位年度： | 2021 |
检索历史
应用推荐
