【硕士】浅埋暗挖隧道地表沉降分析及现场监测研究【2008】

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内容简介

　　学科专业：岩土工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：北京工业大学　　学位年度： 2008年　　浅埋暗挖法是以加固处理软弱地层为前提，以新奥法(NATM)为理论基础，针对埋置深度较浅的松散软土或破碎岩石地层的一种地下工程暗挖施工方法。　　浅埋暗挖法是为了适应城市地下工程没有明挖条件而产生，在过去的实践中证明了它的实用性和某些方面的优越性。但是，由于变形大、变形持续时间长等特点，给隧道施工及周围环境带来了很多问题。　　在软弱地层中采用浅埋暗挖法施工，研究周围土体变形规律，寻求合理施工工艺，具有重要的理论与现实意义。鉴于此，本文开展了如下的研究工作：　　本文采用三维快速拉格朗日分析程序FLAC3D对施工过程进行模拟，研究浅埋隧道性状和地表沉降变形，探讨不同因素的影响，为隧道施工提供依据。　　首先，简单介绍了浅埋暗挖法的发展，总结了目前国内外隧道施工引起地层移动的研究现状；接着介绍了浅埋暗挖法的优缺点与适用条件，并以北京地层为例，重点介绍了浅埋暗挖隧道施工方法，并对各工艺特点进行论述；　　然后介绍了三维快速拉格朗日分析程序FLAC3D的计算理论与方法，主要介绍了三维快速拉格朗日法的数学模型描述、数值公式表示及数值计算过程。　　其次，用FLAC3D数值分析软件建立了浅埋隧道的三维模型，研究不同因素对浅埋暗挖隧道性状的影响，重点研究了围岩性质、上覆土厚度、施工方法、开挖进尺、支护措施对隧道开挖后周围土体稳定性的影响，主要从地表沉降、拱顶沉降及隧道开挖后周围土体的应力分布和塑性区范围进行分析。模型中使用了结构单元，考虑了土和衬砌之间的接触作用，采用Mohr-Coulomb强度准则和弹塑性本构模型进行计算分析。　　进而对地铁十号线芍药居站东南出入口进行分析比较，结果表明，本文研究成果与实测结果的规律基本一致，从而为软弱地层中合理设计浅埋暗挖隧道支护结构、施工提供了依据。　　最后，对浅埋暗挖隧道现场监控量测方案、目的、原则、仪器与实施方法进行了详细的分析与探讨，并对监测结果进行了分析，达到优化设计、指导施工的目的。　　

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