【碩士】地鐵隧道施工引起的地表沉降及變形研究【2009】

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　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：中南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展以及城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，為了解決日益嚴(yán)重的城市交通擁擠問題，許多大城市已經(jīng)掀起了一股修建地鐵的熱潮。城市中修建地鐵隧道不可避免會(huì)使地表產(chǎn)生移動(dòng)及變形，過大的地表移動(dòng)及變形會(huì)對(duì)地面建筑物、樁基以及地下管線等產(chǎn)生重大危害。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究，提出了許多預(yù)測(cè)方法。本文在前人的研究成果基礎(chǔ)上，分析了以往預(yù)測(cè)方法的不足之處，重點(diǎn)研究了由于隧道開挖以及降水等因素引發(fā)的地表移動(dòng)及變形，同時(shí)通過數(shù)值模擬研究了不同的施工方法對(duì)淺埋暗挖地鐵隧道地表沉降的影響。本文主要內(nèi)容包括：　　(1)對(duì)各種不同的沉降槽寬度系數(shù)公式進(jìn)行了分析，認(rèn)為0’Reilly&New公式為計(jì)算沉降槽寬度系數(shù)的通用公式，并通過FLAC數(shù)值模擬對(duì)此進(jìn)行了驗(yàn)證?！　?2)繪制了不同沉降槽寬度系數(shù)計(jì)算公式下地表最大沉降和拱頂沉降的比值與H／D的關(guān)系曲線，研究表明：隧道埋深與直徑的比值小于1．5后，Peck經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)得到的地表沉降值將產(chǎn)生較大誤差，因此認(rèn)為Peck經(jīng)驗(yàn)公式的適用條件是隧道埋深與直徑的比值大于1．5?！　?3)采用鏡像法原理，推導(dǎo)了考慮非均勻位移收斂下的地層位移解析解；綜合分析了"Loganathan&Poulos解析公式的不足與可取之處，在本文解析解中引入與地層條件有關(guān)的參數(shù)對(duì)其進(jìn)行了修正，并將該預(yù)測(cè)公式應(yīng)用于國外5個(gè)隧道的地層位移預(yù)測(cè)，結(jié)果表明：地層位移預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值吻合較好?！　?4)對(duì)地表沉降及變形的隨機(jī)介質(zhì)預(yù)測(cè)方法的計(jì)算過程進(jìn)行了簡(jiǎn)化，結(jié)果表明：當(dāng)隧道的埋深與直徑的比值大于3．0后，簡(jiǎn)化的計(jì)算方法與隨機(jī)介質(zhì)法的預(yù)測(cè)結(jié)果非常吻合，且該方法計(jì)算過程簡(jiǎn)單，適用于單孔、雙孔以及各種斷面情況?！　?5)運(yùn)用巖土固結(jié)、滲流理論，分別推導(dǎo)了由于降水固結(jié)和滲流固結(jié)引起的地表沉降計(jì)算公式，并通過工程實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果表明：該公式能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地層降水引發(fā)的地表沉降。　　(6)運(yùn)用有限差分軟件FLAC3D對(duì)淺埋暗挖地鐵隧道進(jìn)行數(shù)值模擬，重點(diǎn)分析了不同的施工方法對(duì)地表沉降的影響?！　?

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