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盾构隧道浆液渗透扩散机理及管片受力影响研究
| 论文题名： | 盾构隧道浆液渗透扩散机理及管片受力影响研究 |
| 关键词： | 盾构隧道;注浆浆液;扩散机理;管片受力;数值模拟 |
| 摘要： | 本文通过理论推导和数值模拟相结合的方法,针对盾构隧道壁后注浆浆液扩散机理与管片受力特征进行了研究。目前国内外学者已对浆液的扩散机理进行了一系列研究,但仍存在一些问题有待解决;同时,关于注浆层对隧道衬砌管片的受力影响研究成果较少。论文以此为背景,针对注浆浆液扩散问题进行了理论推导和数值模拟研究。 论文首先在广义达西定律和球形扩散理论模型的基础上,引进浆液粘度时变公式,从微观角度出发,推导了考虑浆液粘度时变性的宾汉姆流体浆液在盾尾间隙注浆时的球形扩散公式。公式给出了浆液扩散半径与扩散时间的关系,进而推导了注浆压力对管片产生的压力和单位面积上管片所受的压力公式,最后通过工程实例的求解和分析进行验证。 其次,提出了非均匀等效孔隙率公式,用非均匀等效孔隙率代替盾尾间隙影响范围内的土体原始孔隙率,基于广义达西定律和球形扩散理论模型,给出了宾汉姆流体浆液扩散半径的计算公式。 最后,把考虑浆液时效性宾汉姆流体实例的计算结果作为计算参数,用ANSYS有限元计算软件对一环衬砌管片进行了三维数值模拟,分析了考虑时效性宾汉姆浆液扩散对地层应力、地表变形及管片内力的影响。讨论了在不同注浆压力作用下,浆液扩散对地表位移变化规律及管片内力变化规律的影响。 |
| 作者： | 张金龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 叶飞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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