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盾构施工引起的地层变形及对邻近桩基的影响研究
| 论文题名： | 盾构施工引起的地层变形及对邻近桩基的影响研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;隧道施工;盾构法;地层变形;邻近桩基 |
| 摘要： | 本文系统分析了目前盾构隧道施工诱发的地层变形的预测方法和估计地铁隧道施工对地面和地下临近构筑物的影响理论，针对现有分析理论存在的不足提出了适当的修正方法，为解决实际地铁隧道施工引起的工程问题提供科学依据。本文主要完成如下几方面的工作： 1.针对传统Peck公式在计算浅埋或超浅埋地铁隧道开挖诱发的地表沉降时存在一定的误差，本文建立了一个将隧道开挖引起的地层损失集中在过隧道中心的直线上的简化计算模型，推导出预测地铁隧道开挖诱发地表变形的二维和三维修正Peck公式。通过工程实例验证了该修正Peck公式的正确性，结果表明：修正Peck公式能反映隧道开挖断面的形状对沉降槽曲线的影响，在相同的地层损失情况下，隧道的横向宽度越宽地表的最大沉降值越小；在浅埋和超浅埋隧道中，采用修正Peck公式计算所得到的沉降槽曲线会显得“宽而浅”，更接近实测值。 2.将隧道断面椭圆化收缩模型引入随机介质理论，把隧道断面的最终变形分解为均匀径向收缩、整体竖向移动和断面椭圆化三部分。在此基础上推导出随机介质理论计算公式中的积分界限，并利用Verruijt的复变函数解给出了圆形隧道中的椭圆化3个分量的计算公式，编制了随机介质理论的FORTRAN计算程序，用它进行了地表移动的影响因素分析，并得出计算施工引起的地面最大沉降的经验公式。 3.研究了盾构施工的数值模拟方法，包括施工过程中的应力释放模拟、各种材料和荷载的模拟，提出了非均匀应力释放法。通过分析发现盾构法施工的隧道在模拟应力释放时不适宜采用均匀应力释放法，否则会出现施工后隧道整体上拱过大的问题，而非均匀应力释放法更符合盾构施工的实际情况，计算结果更合理。 4.采用有限元方法研究了隧道的开挖对临近桩基的影响，分析了在各种条件下(不同桩顶约束情况、不同桩长、不同桩与隧道间的距离)的桩身位移，桩体受力(轴力、剪力、弯矩、桩侧摩阻力)的变化规律，以及桩体的存在对地层移动的影响。 |
| 作者： | 余志江 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 柳厚祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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