原文传递
城市地铁TBM隧道穿越既有建（构）筑物受力变形规律研究
| 论文题名： | 城市地铁TBM隧道穿越既有建（构）筑物受力变形规律研究 |
| 关键词： | 地铁隧道;机械掘进;既有建筑物;受力变形规律 |
| 摘要： | 随着中国地铁建设规模量的不断增大，TBM以其施工速度快、便捷高效、集施工开挖衬砌出土于一体的施工设备，已经广泛的运用于地铁隧道工程之中。与此同时，地铁隧道施工会对地表既有建(构)筑物、地层及衬砌管片产生一定影响。 为此，本文依托青岛地铁4号线TBM施工段为背景，对TBM隧道施工过程中对地表建(构)筑物、地层和衬砌管片的影响机理进行了深入研究，主要研究内容和成果如下: (1)TBM隧道在下穿填土层时，隧道轴线正上方的地表面位移最大，由此反映出掘进过程中地表的变化特征为:围岩距离隧道拱项越远，受到的干扰越小，表现出正态分布特征;隧道在下穿花岗岩层时，隧道上方既有建(构)筑物地基两侧地表位移是最大的。 (2)TBM隧道下穿既有建(构)筑物时，既有建(构)筑物在水平X方向的位移较大处为左、右两侧边柱的中柱，最大值出现在最下层柱，为柱上部;Y方向的位移较大处为前、后两侧边柱的中柱，最大值出现在最上层柱，为柱上部;Z方向的位移最大处为顶层楼板梁柱交叉处。而所产生的各向最大应力处分别为:底层前后侧柱、柱下部角与底板连接处;底层前后侧柱的角柱、柱下部与底板连接处;底层前后侧柱的角柱、柱下部与底板连接处;底层左右两侧侧柱中柱底部与底板连接处;底层前后侧柱、柱下部与底板连接处的外侧。 (3)TBM隧道下穿既有建(构)筑物时，在双线隧道两侧10m范围外，双线隧道净距越小，地表沉降量越小。而在双线隧道两侧10m范围之内，双线隧道净距越小，地表沉降量越大。双线隧道净距越大越好。在设计时应该对此参数进行合理的控制，减小双线隧道叠加作用对既有建(构)筑物及地表的影响。 (4)TBM隧道下穿既有建(构)筑物时，不同的位置隧道管片力学性能是不一致的。既有建(构)筑物所在位置前方的管片受既有建(构)筑物的影响较大;当TBM隧道管片不在既有建(构)筑物下方区域时，管片拱腰的竖向应力值明显高于水平方向两个应力值。另一方面，TBM隧道管片越靠近既有建(构)筑物所在位置正下方，其所受到的竖向附加影响越强，此时管片拱顶和拱底的竖向位移最大。拱顶沿隧道轴向的水平位移约为竖向位移的1/6。拱腰处水平两方向位移接近，竖向位移约为水平方向位移的1/2。拱底位移和拱顶类似，位移方向相反，管片水平方向沿管片轴向的位移约为竖向位移的1/5。 (5)引入BP神经网络理论，提出了TBM隧道穿越既有建(构)筑物变形预测方法，开展了TBM隧道施工变形预测与分析;通过算例验证发现，所提出的预测模型的结果精确度满足要求，趋势预测结果可靠。 |
| 作者： | 孙杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 武科;蒋宇静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
