【硕士】软土盾构施工扰动引起隧道纵向变形研究【2009】

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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：同济大学土木工程学院　　学位年度： 2009年　　随着越来越多盾构法隧道投入建设和运营，在软土地区，其纵向变形引起接缝张开、渗漏水等问题愈发突出。纵向变形问题在隧道建设期及运营期普遍存在，且影响着隧道的使用及安全。施工期扰动是隧道纵向变形的重要影响因素之一，隧道施工期纵向变形及长期沉降的一部分可归结为扰动所引起。为从根源上减小隧道纵向变形效应，在建设期减小施工扰动，控制隧道纵向变形带来的一系列问题，确保隧道的正常使用及安全。本文结合上海地区盾构隧道建设及运营实践，运用理论分析、实测数据及数值模拟对盾构施工扰动引起隧道纵向变形问题进行研究。主要包括以下内容：　　1．从周围土体应力场、位移场及物理力学特性三个方面总结盾构旌工对周围土体的扰动；基于弹性地基梁理论分析土一隧道共同作用，引入高斯曲线分析局部扰动下隧道纵向变形，以实例分析局部扰动对隧道纵向变形的影响。　　2．基于施工扰动，对盾构隧道施工期上浮、纵向沉降进行分析，把两者归为隧道施工期纵向变形。对相关经验公式进行讨论，以泥水平衡盾构隧道及土压平衡盾构隧道为实例，分析隧道施工期纵向变形；对隧道施工期纵向变形曲线进行拟合并计算其曲率，得出隧道施工期纵向弯曲严重，接近螺栓受拉屈服状态。　　3．以实测数据为基础，分析施工期扰动对隧道长期沉降的影响，研究表明：在隧道扰动程度高、前期沉降较大的地方，长期沉降发展较快，这加剧了隧道纵向变形效应。采用多项式拟合隧道纵向沉降，分析纵向沉降下隧道结构变形特性，评价上海地铁一号线下行线隧道整体结构性能。　　4．采用三维有限差分程序对软土盾构施工引起隧道纵向变形进行数值模拟。主要有五个方面：①注浆效果及盾尾空隙的影响；②地层应力释放的影响；③局部超孔隙水压力消散的影响；④隧道局部渗漏的影响；⑤隧道纵向弯曲形态下横向变形及内力分布情况。对计算结果进行分析，得出施工扰动下隧道纵向变形相关规律。　　

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