【硕士】地铁隧道施工引起的地表沉降及变形研究【2009】

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内容简介

　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：中南大学　　学位年度： 2009年　　随着我国交通事业的发展以及城市规模的不断扩大，为了解决日益严重的城市交通拥挤问题，许多大城市已经掀起了一股修建地铁的热潮。城市中修建地铁隧道不可避免会使地表产生移动及变形，过大的地表移动及变形会对地面建筑物、桩基以及地下管线等产生重大危害。国内外学者对此进行了大量的研究，提出了许多预测方法。本文在前人的研究成果基础上，分析了以往预测方法的不足之处，重点研究了由于隧道开挖以及降水等因素引发的地表移动及变形，同时通过数值模拟研究了不同的施工方法对浅埋暗挖地铁隧道地表沉降的影响。本文主要内容包括：　　(1)对各种不同的沉降槽宽度系数公式进行了分析，认为0’Reilly&New公式为计算沉降槽宽度系数的通用公式，并通过FLAC数值模拟对此进行了验证。　　(2)绘制了不同沉降槽宽度系数计算公式下地表最大沉降和拱顶沉降的比值与H／D的关系曲线，研究表明：隧道埋深与直径的比值小于1．5后，Peck经验公式预测得到的地表沉降值将产生较大误差，因此认为Peck经验公式的适用条件是隧道埋深与直径的比值大于1．5。　　(3)采用镜像法原理，推导了考虑非均匀位移收敛下的地层位移解析解；综合分析了"Loganathan&Poulos解析公式的不足与可取之处，在本文解析解中引入与地层条件有关的参数对其进行了修正，并将该预测公式应用于国外5个隧道的地层位移预测，结果表明：地层位移预测值与实测值吻合较好。　　(4)对地表沉降及变形的随机介质预测方法的计算过程进行了简化，结果表明：当隧道的埋深与直径的比值大于3．0后，简化的计算方法与随机介质法的预测结果非常吻合，且该方法计算过程简单，适用于单孔、双孔以及各种断面情况。　　(5)运用岩土固结、渗流理论，分别推导了由于降水固结和渗流固结引起的地表沉降计算公式，并通过工程实例进行了验证，结果表明：该公式能准确地预测地层降水引发的地表沉降。　　(6)运用有限差分软件FLAC3D对浅埋暗挖地铁隧道进行数值模拟，重点分析了不同的施工方法对地表沉降的影响。　　

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