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承载土体中隧道开挖引起的塑性区与塌落拱范围的理论与数值分析
| 论文题名： | 承载土体中隧道开挖引起的塑性区与塌落拱范围的理论与数值分析 |
| 关键词： | 承载土体;塑性区;塌落拱范围;隧道开挖 |
| 摘要： | 在城市环境中修建地铁隧道，由于受城市空间的制约，地铁隧道往往不得不从一些建筑物基础的附近穿过。地铁隧道的施工会对周边的环境产生影响，使土体产生扰动，造成建筑物基础的变形及不均匀沉降，从而影响建筑物的美观甚至使其丧失使用功能。同时，因建筑物基础上荷载的存在，与在自由地层中开挖的隧道相比其周围的塑性区域及塌落拱范围将会发生变化。分析建筑物基础上作用的荷载对隧道周围塑性区及塌落拱形状的影响，有助于分析隧道与建筑物的相互影响关系及确定隧道衬砌上作用的荷载。为此，本文进行了以下三个方面的工作。 1、利用预测自由地层中隧道开挖引起土体沉降的解析解，引入理想塑性屈服准则，得到了自由地层中隧道开挖产生塑性区范围的解析解的计算过程。分析了隧道埋深、洞径、土质参数对塑性区的影响。并与数值计算结果相比较，验证了解析计算过程的适用性。 2、在预测自由地层中隧道开挖引起土体沉降的解析解基础上叠加Boussinesq解或Mindlin解，得到了承载地层中隧道开挖产生塑性区范围的解析解的计算过程。通过理论计算及数值模拟，分析了不同荷载情况对塑性区的影响。并在此基础上给出了土体中不利于作用荷载的区域，在此区域内作用荷载将会引起隧道周边及荷载作用位置处的塑性区范围显著增加。 3、在对自由地层中隧道开挖产生的塌落拱理论分析的基础上，引入建筑物基础荷载对塌落拱的影响因素，得到了承载地层隧道塌落曲线的解析解的计算过程，对不同荷载对塌落拱的影响进行了分析。 |
| 作者： | 夏瑞萌 |
| 专业： | 环境岩土工程 |
| 导师： | 项彦勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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