原文传递
多圆盾构施工扰动土体位移场特性及其控制技术研究
| 论文题名： | 多圆盾构施工扰动土体位移场特性及其控制技术研究 |
| 关键词： | 隧道工程;多圆盾构施工;施工扰动;土体位移场特征 |
| 摘要： | 本文依据上海轨道交通M6线双圆盾构区间隧道工程，通过对地面沉降监测结果的统计分析、试验段双圆盾构现场掘进试验、三维数值模拟等手段得出双圆盾构工法的地面沉降、土体扰动、孔隙水压变化规律，归纳减小双圆盾构施工环境土工损伤的控制措施，为后续双圆盾构工法的推广应用以及其他异形盾构(H&V、MF、三圆盾构)的开发研制提供了大量的借鉴数据与研究手段。主要工作和研究成果如下： (1)依托于双圆盾构掘进地面沉降的实测数据，采用数理统计方法分析双圆盾构施工地面横向、纵向沉降槽特征；建立双圆盾构地面沉降的“类Peck公式”；统计分析双圆盾构施工影响范围、地层损失率、沉降槽宽度等参数的取值范围。 (2)通过双圆盾构现场掘进试验，分析盾构施工扰动引起的土体位移场特性、孔隙水压变化规律，提出双圆盾构施工扰动区域性时段性特征，给出双圆盾构施工扰动横向、纵向扰动分区图。 (3)选取试验段对双圆盾构主要施工参数(土舱压力、注浆量、推进速度)进行敏感性分析，动态监测双圆盾构施工引起的横向、纵向深层土体沉降规律与盾构施工参数的相关性。 (4)应用弹性力学Mindlin应力解建立双圆盾构施工土体附加应力场计算方法，考虑正面附加推力侧摩阻力作用定量分析双圆盾构掘进引起的土体附加应力场分布特征，采用Visual Fortran 6.0编制相应的程序。 (5)采用经典的力学解答，建立双圆盾构施工扰动土体位移场计算方法，采用Visual Fortran 6.0实现计算过程的程序化。应用弹性力学Mindlin位移解，考虑盾构掘进施工荷载(正面附加推力、侧摩阻力)以及考虑土体泊松比及非等量径向土体移动模式的修正Sagaseta公式，建立双圆盾构考虑地层损失作用下地表变形的解析公式。 (6)基于等效间隙参数的概念，建立考虑土体影响角φ的多圆盾构(DOT、MF)修正Loganathan公式，分析多圆盾构施工引起的土体地面沉降、深层沉降以及侧向位移特征。 (7)采用通用有限元计算程序ANsYS 8.1对双圆盾构施工力学行为进行数值模拟，研究双圆盾构施工对土体沉降的影响过程，并与监测结果对比进一步挖掘其规律性。 (8)提出复杂隧道结构(交叉、分岔、异形)的集成数值模拟计算技术，实现复杂隧道结构建模、计算、后处理的有机结合，采用有限差分程序FLAC<'3D> 3.0对双圆盾构掘进土体位移场特性进行数值模拟，分析双圆盾构施工扰动的横向纵向沉降等值线特征。 (9)归纳异形盾构施工扰动环境土工损伤的施工控制方法，总结双圆盾构隧道地面沉降控制施工技术；归纳双圆盾构纠偏、旋转的控制措施；提出运用多圆盾构修建深埋地下车站的施工工艺；初步探索了我国异形盾构工法的国产化研制策略。 |
| 作者： | 孙统立 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 张庆贺 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
