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沈阳地铁四号线粉质黏土盾构隧道施工地表沉降特征研究
| 论文题名： | 沈阳地铁四号线粉质黏土盾构隧道施工地表沉降特征研究 |
| 关键词： | 粉质黏土;盾构施工;地表沉降;支护力 |
| 摘要： | 随着城镇化进程的加快、城市经济体的建设、国家“十四五”规划对地下空间开的重点关注，我国将进一步完善城市轨道交通，持续加大基础设施建设，这都为我国地下工程和隧道发展提供了前所未有的契机。近年来，随着科技的发展和盾构开挖装备的进步，盾构机开挖方法已经在城市隧道开挖领域独树一帜，盾构机施工的复杂性、具体工程地质条件的差异性、地表沉降控制的精确性，都是决定盾构隧道成败的关键。本文依托沈阳地铁四号线三站两区间粉质黏土盾构施工工程，以土压平衡施工中的地表沉降为研究对象，采用室内试验、现场实测数据分析、地表沉降理论分析、数值模拟等方法，研究了沈阳粉质黏土盾构施工引起的地表沉降特征，对以后类似的地铁盾构隧道有着重要的意义。 （1）首先根据室内试验明确了沈阳地铁四号线粉质黏土的含水率物理力学性质，发现:随着粉质黏土含水率的增加，内摩擦角、粘聚力、弹性模量减小;随着围压的增大，内摩擦角、粘聚力、弹性模量增大。 （2）在Sagaseta地层损失的基础上，考虑了支护力的作用，采用该公式分析，结合土体参数、土舱压力、土体与盾构机之间的摩擦力得出了地表总沉降的理论公式，得出在沈阳地铁四号线粉质黏土盾构施工时地表横、纵向沉降曲线分别为对称分布和V型曲线，横断面最大沉降为1.7mm,距开挖面前方15m处隆起最大为1.7mm,距开挖面后方20m处沉降逐渐稳定为3.2mm, （3）结合现场监测数据、FLAC3D数值模拟结果和理论结果的对比分析，验证了理论公式的正确性，对比结果表明:地表横向沉降呈现高斯分布，最大沉降值为1.5～2.0mm,纵向地表沉降呈现S曲线，前方地表隆起值为1.4～1.8mm,开挖面后方地表沉降最大值为2.0～2.3mm。并采用控制变量法研究了含水率、土舱压力、支护力等参数对地表沉降的影响程度。 （4）利用数值模拟得到了下阶段双线隧道盾构施工横断面地表沉降呈现V型曲线，最大沉降在两隧道之间约为2.2～2.5mm,且两隧道距离越近，地表沉降越大，相互影响越明显。 |
| 作者： | 苏国峰 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 乔丽苹;王者超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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