【碩士】襯砌局部滲漏條件下軟土盾構隧道的長期性態(tài)研究【2008】

內容簡介

　　學科專業(yè)：隧道及地下建筑工程　　授予學位：工學碩士　　學位授予單位：同濟大學土木工程學院　　學位年度： 2008年　　隨著城市的不斷發(fā)展，世界上各個城市的交通建設越來越多地采用盾構法來施工隧道。然而很多軟土盾構隧道的長期沉降問題也十分突出。長期沉降引發(fā)的對隧道結構、接頭防水、隧道正常運營產(chǎn)生的影響愈為嚴重。因此，如何預測盾構隧道的長期沉降成為確保地鐵安全運營中急需解決的問題?！　∮绊戃浲炼軜嬎淼篱L期沉降的因素有很多，包括由于盾構施工引起的隧道周圍土體中的超孔隙水壓力大小及分布、襯砌的滲透性、列車對周圍土體的振動破壞以及軟土的應力一應變時效性等?！　〉壳跋嚓P的理論研究還滯后于工程實踐。本文將采用解析和數(shù)值模擬的方法，對盾構隧道的長期性態(tài)展開系統(tǒng)、深入的研究，以揭示和掌握襯砌半滲透性、土體的固結和流變對隧道內力和變形的影響規(guī)律。主要工作如下：　　1．考慮襯砌半滲透條件下。提出了處于飽和粘彈性土體中隧道的固結解析解。根據(jù)三單元流變模型和太沙基一倫杜立克固結理論，建立襯砌半滲透條件下的超孔隙水壓力的控制方程。由此確定在求解域上任意位置上任意時刻的超孔隙水壓力以及體積應變。最終從體積應變中分離出豎向應變，在壓縮層中對其進行積分即可得到隧道的沉降量?！　?．利用解析解對上海地鐵一號線的長期沉降進行預測。預測沉降值和實測數(shù)據(jù)存在一定偏差，但較好地反映了其沉降規(guī)律。同時也對襯砌和土體的滲透系數(shù)、土體的粘滯系數(shù)對長期沉降的影響進行了分析。　　3．利用有限差分程種LAC，對盾構隧道的長期沉降進行了數(shù)值模擬。程序中選用彈粘塑性本構模型，考慮土體的分層，耦合了比奧固結理論進行計算。計算中記入隧道施工和運營的多工況的特點，對隧道長期力學性態(tài)進行了數(shù)值模擬?！　?．將數(shù)值模擬的結果與解析解結果、實測值進行對比，表明數(shù)值模擬方法較好地反映了隧道長期沉降的發(fā)展規(guī)律。對參數(shù)對長期沉降的影響進行了分析，再與解析方法對比，指出兩者的差異，給予了合理的解釋。文中的兩種方法均得到了驗證，為隧道的設計計算和工程實踐提供了技術支撐?！　?

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