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原文传递 粘弹性地基中盾构隧道周边土体固结性状研究
论文题名: 粘弹性地基中盾构隧道周边土体固结性状研究
关键词: 粘弹性地基;盾构隧道;周边土体;固结性状;长期沉降
摘要: 地铁目前和将来很长一段时间内仍是城市轨道交通的发展重点,而大量现场监测数据表明,软土地区地铁盾构隧道的长期沉降量非常大,沉降发展的持续时间很长,且沿着隧道纵向呈现极大的不均匀性。盾构施工对土体产生扰动的同时,引入了新的渗流边界条件,使得应力场与渗流场重新分布、土体重新固结及流变变形,是地铁隧道长期沉降主要原因。本文运用解析法和数值分析法,结合已有工程实测数据,对粘弹性地基中盾构隧道周边土体的固结性状展开深入的研究,主要创新工作如下:
  1.引入广义Voigt流变模型以模拟粘弹性地基土体应力-应变的时间关系,结合Terzaghi-Rendulic固结理论,根据土体自由应变及连续性条件建立了以超孔隙水压力为变量的固结控制方程。
  2.考虑盾构隧道完全渗漏、完全不渗漏以及局部渗漏三种情况下的边界条件,用复变函数解法,分别推导了粘弹性地基中,不同渗漏程度隧道周围土体中的超孔隙水压力的解析解。对隧道周边土体中超孔隙水压力的消散规律、固结度的发展规律以及土体渗透系数、土体流变参数、隧道渗漏程度等因素对隧道周边土体的固结性状的影响规律进行了相应研究。
  3.利用通用有限元软件ABAQUS,建立粘弹性地基中盾构隧道的数值模型,分别采用数值分析法和本文解析法对相同问题进行求解计算,将计算结果做相应的对比和分析。在此基础上,结合上海地铁2号线盾构隧道工程实例,对隧道周围土体的超孔隙水压力的消散、长期沉降的发展等方面进行了深入研究。
作者: 姜浩
专业: 建筑与土木工程
导师: 胡安峰;杨波
授予学位: 硕士
授予学位单位: 浙江大学
学位年度: 2021
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