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盾构壁后注浆对隧道及地表沉降影响的研究
| 论文题名： | 盾构壁后注浆对隧道及地表沉降影响的研究 |
| 关键词： | 盾构壁后注浆;隧道施工;扩散规律;管片压力;地表沉降;数值模拟 |
| 摘要： | 盾构法施工以其快捷、优质、经济和安全等特点，已被广泛运用于软土地区城市地铁隧道施工，但地层开挖不可避免地引起地表及洞室周围围岩发生位移和变形，当位移和变形超过一定的限度时，势必对沿线周围地面的建筑物、道路以及地下管线的安全造成威胁，因而，研究盾构隧道施工过程中对隧道及地层沉降的影响非常重要。目前国内外许多学者对各影响因素做了大量的研究，但是尚存在许多问题和不足，理论研究明显地滞后于工程实践，盾构法施工大多仍依赖于经验。特别是针对壁后注浆考虑浆液黏度时变性时浆液扩散规律及因注浆而造成的管片压力方面，很少有专家学者进行相关研究。 本文以盾构隧道壁后注浆对地表沉降、围岩变形及支护结构受力的影响为具体研究对象，着重分析了盾构壁后在考虑浆液黏度时变性后注浆浆液扩散和压力传递机制及注浆压力对支护结构稳定性的影响，且把长沙市地铁一号线涂家冲站～铁道学院站盾构区间监测的数据与数值模拟结果作对比验证，这对于盾构壁后注浆工艺选择、参数设计、施工的科学化、合理化具有较大的指导意义。主要成果如下: 1、对壁后注浆扩散规律及管片压力理论公式进行推导。证实了工程常用水灰比范围内水泥浆液服从宾汉姆流体特性;不同水灰比浆液黏度均随注浆时间增大而大幅度增加，水泥浆液扩散半径及注浆对管片产生的压力均与浆液黏度变化有关，考虑浆液黏度时变性后，扩散半径、注浆对管片压力值等均较不考虑浆液时变性时减小，且随注浆时间的增大，浆液黏度变化对结果的影响更加明显。 2、对长沙地铁区间段盾构掘进过程中监测的地表沉降数据进行分析，得出盾构掘进过程中土体地表沉降规律，并判断其沉降及施工参数设置的合理性，进而为其它盾构区间掘进施工参数的设置提供技术支持。 3、以长沙市地铁盾构区间具有代表性的断面为对象进行数值模拟，得出不同注浆压力条件下地层沉降规律、影响范围及支护结构受力特征，并与实测值及经验公式计算值作对比验证，证实了本文所采用的三维有限元数值模拟方法对隧道盾构施工过程模拟的合理性，并得出注浆压力对减少围岩变形和地表沉降具有决定性作用，采用非均匀注浆压力得到的结果更合理。 |
| 作者： | 张载松 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 刘健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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