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沉管隧道工程干坞及岸壁保护结构稳定性研究
| 论文题名： | 沉管隧道工程干坞及岸壁保护结构稳定性研究 |
| 关键词： | 隧道工程;沉管法;边坡稳定性;基底承载力;岸壁保护结构;三维有限元分析 |
| 摘要： | 沉管法作为一种较先进的水下隧道修建方法，越来越受到各国工程界的重视。该项技术涉及了岩土工程的许多重要课题，土壤的性质在隧道建设中处于不断变化的状态，稳定计算模式需要考虑的因素复杂。虽然欧美及日本已经有不少成功应用该工法的实例，我国上海、广州和宁波等地区也有少量类似工程，但目前世界各国均无相关规范指导设计施工，国内外工程界对该工法的研究仍处于经验总结阶段，沉管法中仍然存在一些岩土工程问题需要进一步的研究。本文密切结合实际工程，主要在以下几个方面进行了研究探索： (1)沉管隧道的干坞工程作为管段浇筑的场所具有占地面积大、暴露时间长等特点，并且在整个沉管工程的过程中需经历开挖、充水、再排水的复杂过程，其中涉及到土体的卸荷、扰动、浸润、水压力变化、渗流力作用、孔隙水升降等一系列的复杂作用，其力学特性变化很大，使边坡稳定性分析非常复杂。本文对干坞工程边坡各个工况下的稳定性进行了祥细的分析，总结出边坡在不同工况下的稳定性分析方法。 (2)沉管法中干坞和水下基槽的开挖会使基底土体处于卸荷状态，其力学参数与正常加荷试验结果有所不同。本文通过室内试验对土体的卸荷强度参数进行了测试分析，得出了卸荷比和影响深度，并将试验结果应用于有限元分析，计算了地基土体在卸荷状态下的承载力和变形情况。 (3)岸壁保护结构在施工的过程中将处于多种复杂工况，其受力条件变化很大，并且格构式地下连续墙的结构形式复杂，空间尺寸差异较大，无法采用常规的方法进行分析。本文采用规范法与有限元法，分析了格构式地下连续墙在不同工况下的稳定性及受力变形情况。 (4)本文对ABAQUS软件进行二次开发，采用Duncan-Chang模型模拟地基土体，对干坞、基槽、岸壁保护结构体系施工对周围环境的影响进行了分析，分析结果与实测吻合较好，能够较真实的反映工程实际。 (5)研究成果已作为天津海河隧道工程的设计和施工的依据，也可为北方地区的类似工程参考。 |
| 作者： | 王翠 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 闫澍旺 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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