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广州地铁十八号线隧道围岩稳定性分析及控制研究
| 论文题名： | 广州地铁十八号线隧道围岩稳定性分析及控制研究 |
| 关键词： | 地铁;围岩稳定性;数值模拟;流固耦合 |
| 摘要： | 本文以广州地铁十八号线穿越下横沥水道的富含水中粗砂层为研究区域。利用有限差分法FLAC3D数值模拟软件，模拟地下水存在稳定补给时隧道开挖引起围岩稳定性和支护结构变形的变化。结合下横沥水道水位随季节和潮汐变化，采用流固耦合的方法进行数值模拟分析，在双线盾构隧道采用左、右线依次开挖方法时，不同河水水位深度下渗流作用引起的围岩和支护控制变形情况，随着盾构掘进距离的增加总结出以下规律： （1）围岩应力场，竖向有效应力的最大值出现在隧道两侧拱脚的位置，水平向有效应力最大值出现在隧道两侧拱腰的位置。 （2）围岩渗流场，掌子面前端会形成超空隙水压力，后端扰动区孔隙水压力会呈“漏斗状”分布形态,隧道两拱腰的水头差最大，且大小受掘进长度和水位深度影响较大。 （3）支护管片变形，随着支护管片承受围岩变形程度的增强，支护管片竖直向和水平向都发生了向隧道中心挤压的变形，管片竖直向变形受刀盘掘进距离的影响比水平向显著。 （4）不同水位深度下，围岩的竖直向和水平向变形受水位变化影响显著，基本上拱顶沉降和拱底隆起程度随水位深度的增加而明显增强。管片最大主应力随水位深度增加而增大，周围的水头差也随着增大，尤其在管片左右两侧更为明显，管片向中心不均匀收敛变形程度加大。 （5）选取四种不同强度的支护管片，分别对控制围岩变形进行分析，并对管片参数进行优化。 |
| 作者： | 孙海军 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 刘保民;李国富 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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