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隧道盾构施工对近距离既有地下结构安全影响数值仿真研究
| 论文题名： | 隧道盾构施工对近距离既有地下结构安全影响数值仿真研究 |
| 关键词： | 地铁隧道施工;盾构法;有限元分析;数值模拟;地层变位;既有地下结构;结构安全性 |
| 摘要： | 隧道盾构施工对近距离既有地下结构的安全性影响日渐成为社会关注的焦点，如何在隧道施工过程中防止坍塌并可靠地预测和有效地控制施工所引起的地层移动以保护既有结构的安全，已成为城市地下隧道工程建设中亟待解决的一类重要课题。本论文针对地下隧道工程施工过程的非线性特点，以结构变形作为施工控制目标，进行了理论分析，选取基于有限单元法为基础的Ansys软件和基于有限差分方法为基础的Flac<'3D>软件作为数值分析工具，以某新建地铁隧道开挖作为实际工程背景，建立了反映盾构隧道开挖施工过程的三维仿真模型，对某隧道工程开挖对邻近既有地铁人行通道及地表建筑物的安全性影响行为进行了探索和研究，并将其计算结果与实测结果进行对比，其结果对于实际工程有一定的参考意义。 本论文通过研究，作了深入的分析并取得了以下结论： 1、通过某隧道盾构施工对近距离地下结构安全影响的数值模拟仿真分析，验证了本文提出的采用Ansys和Flac<'3D>软件模拟隧道三维盾构施工过程的数值仿真方法的合理性和可行性，但针对岩土类材料非线性大变形特点，Ansys软件解的收敛及稳定性明显不如F1ac<'3D>软件。 2、研究Ansys和Flac<'3D>软件的基本原理及其在地下结构中的应用特点和优势，通过编制．Ansys-to-Flac<'3D>接口程序，实现两者的优势互补，从而实现Flac<'3D>软件的快速建模与求解分析。 3、运用Ansys与Flac<'3D>软件研究隧道盾构施工对近距离既有地下结构安全性影响，得出盾构推进过程中土体和结构的移动与变形规律，其结果是可信的，隧道与既有地下结构的相互作用不可忽视，隧道施工过程中引起的土体变形会在地下结构中产生附加应力和弯距，进而引起地下结构变形、损伤和破坏，地下结构变形大小主要取决于土体和结构的相对刚度以及隧道在地下结构处产生的土体变形。 |
| 作者： | 钱双彬 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 董军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京建筑工程学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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