原文传递
地铁盾构隧道下穿高速公路路基沉降规律研究
| 论文题名： | 地铁盾构隧道下穿高速公路路基沉降规律研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;数值模拟;地层变形;沉降预测 |
| 摘要： | 目前，我国新建地铁盾构隧道工程时常常需要下穿高速铁路、公路路基段。其中高速公路路基具有高填方、高压实度、两侧无约束等特点，且路基土体下方往往采取不同的地基加固方式。相比于普通地表或桥梁段，盾构法施工下穿高速公路路基段造成的路基土体变形特征及众多因素对地层变形影响的相关研究较少，这无疑增加了盾构施工的风险及成本。本文依次通过数值模型计算、现场监测、经验公式计算等手段，深入研究分析了盾构法施工下穿高速公路路基段的地层变形规律与经验公式修正方法，主要研究内容与成果如下： （1）依托实际工程及有关参数，基于MIDASGTSNX有限元软件，建立有限元计算模型。经过计算分析得到对应的数值解，分析先行线贯通后与双线贯通后的路基表面中线沉降槽曲线。同时通过单线隧道施工中路基表面测点的竖向位移情况，分析了盾构施工过程对路基土体的影响。 （2）通过对监测数据进行归纳总结，分析了高速公路路基段南侧及北侧路肩在盾构施工中的变形情况及数个监测点在盾构掘进过程中的竖向变形情况，并与前文得到的数值解进行比对分析，结果显示两者沉降曲线基本一致，验证了数值解的可靠性。 （3）分析经典Peck公式的理论基础和计算方法，对本次盾构法下穿高速公路路基段工程进行计算，得到单线隧道贯通后和双线隧道贯通后的路基表面中线沉降曲线。通过比对前文的监测数据，认为存在较大误差。使用线性回归的手段，基于数值解，通过引入土体损失率修正系数?与沉降槽宽度系数修正系数β，得到了适用于类似工程的修正Peck公式，结果显示先行线中α≈0.38、β≈2.08，后行线中α≈0.29、β≈1.99。同时带入同类工程，结果显示修正Peck公式具有一定的适用性。 （4）基于数值模型，通过调整注浆压力与掌子面压力两项施工参数，分析不同施工参数对单线隧道贯通后及双向隧道贯通后的路基表面沉降曲线的影响。结果显示，注浆压力及掌子面压力与路基表面最大沉降值呈指数关系。同时分析了不同施工参数时路基表面在盾构掘进时的竖向变形情况，结果显示在合理范围内，掌子面压力及注浆压力越大时，隧道贯通后路基表面沉降越小；但当掌子面压力及注浆压力过大时，易导致掘进过程中地面隆起值过大，不利于行车安全。 |
| 作者： | 李宇翔 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 严松宏;李明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
