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基于多物理场的寒区隧道下穿路基沉降规律研究
| 论文题名： | 基于多物理场的寒区隧道下穿路基沉降规律研究 |
| 关键词： | 寒区隧道;下穿路基;多场耦合;沉降规律;现场监测;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国交通基础设施建设提速，全国大部分城市开通了地铁线路，其中包括一些建设环境复杂的城市，出现了越来越多的寒区隧道，因此也带来了一系列相关问题。特别是在季节性冻土地区，由于隧道施工产生的地表沉降因为地层温度的影响增加了许多的不确定性。目前对于季节性冻土地区隧道开挖沉降规律的研究较少，基于此，本文依托东北季节性冻土地区城市地铁浅埋暗挖隧道下穿公路路基工程，运用理论分析、数值模拟计算、现场监测数据分析和地表沉降理论修正相结合的方法，研究了寒区隧道施工过程中下穿路基对地表产生的沉降影响，并初步探究了地表沉降影响规律，主要成果如下： (1)根据寒区隧道建设的相关应力场、渗流场、温度场理论，计算了施工过程中隧道衬砌的荷载组合和力学特征值，分析了多物理场的作用模式，为多场耦合数值模型提供了相关的参数和理论基础。 (2)依托在建的东北某城市轨道交通某标段出入段线下穿公路路基工程，应用FLAC3D有限差分软件进行建模分析，对于隧道施工过程进行了模拟，对比了施工引起的地表沉降计算值和现场沉降监测值，通过地表沉降监测数据对数值模型模拟施工过程的可靠性进行了验证。 (3)考虑到施工过程中可能出现的温度作用模式、地层加固方法、隧道开挖方式等几种影响因素，将模拟现场施工的数值模型进行适当的调整，以此来模拟上述各种影响因素作用；建立了6组(共12个)数值模型进行正交试验验证，得到了多组沉降数据，将沉降数据与隧道开挖期间的相关地表沉降监测数据进行对比，分析了上述各种因素对于地表沉降的影响作用。 (4)为了探究寒区隧道开挖过程中地表的沉降规律，在已有的地表沉降理论计算值、多组数值模型计算结果以及现场监测数据的基础上，进行了随机介质理论公式的修正，通过拟合关键参数的取值，来探究温度作用模式、地层加固方法、隧道开挖方式等因素对于地表沉降的影响规律，并取得了一定的规律性结果。 |
| 作者： | 于浩 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭璇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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