原文传递
双线盾构隧道施工过程相互影响三维弹塑性固结耦合研究
| 论文题名： | 双线盾构隧道施工过程相互影响三维弹塑性固结耦合研究 |
| 关键词： | 近间距隧道;盾构法隧道;现场监测;控制技术;三维弹塑性有限元法;Marc;孔隙介质力学;三维弹塑性固结有限元法;Adina;平行隧道;重叠隧道;隧道间距;地层损失率;土体弹性模量;超孔隙水压力 |
| 摘要： | 本文依托上海复兴东路越江隧道工程,首先对近间距平行盾构法隧道的施工进行监测,并提出了相应的控制技术措施;然后采用三维弹塑性有限元模型,对平行近间距盾构隧道和重叠近间距盾构隧道进行详细研究;采用三维弹塑性固结有限元模型,对盾构施工引起的土体固结问题进行了详细研究.取得了较为丰富的研究成果.现场实测研究.针对近间距盾构法隧道施工相互影响的特点,建立了相应的监测方案,在实际操作中以下监测项目是切实可行和有效的:地表沉降、深层土体沉降、深层土体水平位移、孔隙水压力、隧道衬砌收敛、隧道衬砌三维位移、隧道衬砌内力、隧道所受水土压力.通过现场监测结果的分析,发现了后建隧道对先建隧道的影响规律,主要分为盾构开挖面到来之前、盾构通过中和盾尾通过之后三个阶段,并结合这三个阶段提出了相互影响的作用机理.从现场监测的结果来看,近间距盾构施工中,后推进的盾构对周围土体的孔隙水压力和位移、先建隧道的变位及其内力都产生了较大影响,特别是对先建隧道内力的影响很大.在现场监测研究的基础上,针对复兴东路越江隧道施工现场进行了隧道相互影响的控制.三维弹塑性有限元数值研究.建立了考虑切口水压、土体的扰动、盾尾释放位移、盾尾注浆体的硬化效应,能够进行动态模拟的三维弹塑性有限元模型.采用该模型进行数值分析,总结得出后建隧道的修建对两隧道的相互影响之规律.研究结果表明,隧道间距是控制两隧道相互影响的最主要因素,地层损失率次之,下面是土体弹性模量.而隧道埋深、切口水压、盾尾注浆压力对两隧道相互影响的作用较小.针对近间距重叠型盾构隧道,本文将其分成下伏隧道先行开挖和上覆隧道先行开挖两种类型,采用三维弹塑性有限元模型进行了研究.研究的主要影响因素为:隧道间距、地层损失率和土体刚度变化.从减小隧道间相互影响出发,发现下伏隧道先行开挖优于上覆隧道先行开挖的情况.三维弹塑性固结模型.介绍了孔隙介质力学理论,并采用其来建立了模拟盾构法隧道动态施工的真三维弹塑性固结有限元模型.结合实测孔隙水压力数据,发现三维弹塑性固结模型能够很好地模拟超孔隙水压力产生和消散、土体固结沉降的规律.通过对近间距盾构开挖问题进行模拟,揭示了后建盾构推进引起的超孔隙水压力场,以及由此产生土体固结沉降的空间不对称性. |
| 作者： | 林志 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 朱合华 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
