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隧道施工引起地下管线与地层位移模式模型试验研究
| 论文题名： | 隧道施工引起地下管线与地层位移模式模型试验研究 |
| 关键词： | 隧道施工;地下管线;地层位移模式;沉降形态;数值模拟 |
| 摘要： | 随着城市轨道交通的快速发展，隧道施工引起的地层沉降问题越来越受到人们的重视。以往的研究主要针对隧道施工引起的地表沉降问题，研究方法多集中在对工程实测数据的经验总结和用有限元软件进行的数值模拟，对地层内部沉降的研究和分析较少，更忽略了管线对地层内部沉降形态的影响。 为了研究隧道施工引起的地层位移规律，论文进行了多组模拟隧道施工沉降的室内大型模型试验，研究了无管道条件下不同地层深度的沉降槽形态以及考虑管线存在条件下管径、埋深对土层沉降槽形态的影响。在模型试验研究的基础上，利用有限元软件对隧道施工过程中管线的位移及相应土层沉降进行了计算，并对计算模型进行了参数影响研究。本文的主要工作和成果如下: (1)进行了隧道开挖引起地层位移模式的模型试验，分析得到隧道上方土层中沉降槽中心最大沉降量随地层深度的变化规律、沉降槽宽度系数随地层深度的变化规律。通过对地层中的单位长度沉降槽体积进行积分计算，发现地层中的沉降槽体积并不等于隧道开挖产生的地层损失，而是略小于隧道开挖产生的地层损失。 (2)进行了有管道存在的地层位移模式试验，分析了不同管线直径D对地层中沉降槽形态的影响，并给出了管线对沉降槽特性参数影响的计算公式。 (3)在模型试验研究的基础上建立了考虑管线存在的有限元数值计算模型，分别考虑了不同的地层损失率、管线类型、管线直径、管线和隧道轴线的相对位置对管线项部地层位移模式的影响，验证了室内试验得到的经验公式，并给出了不同类型管线对地层位移模式影响的推荐参数。 (4)模型试验和数值计算结果均表明，管线存在对上部地层位移模式的影响范围在管线埋深上方3倍管线直径内。 |
| 作者： | 王冉冉 |
| 专业： | 交通运输工程;交通地下工程 |
| 导师： | 缪林昌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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