大直径盾构施工引起地表沉降研究——以北京新机场线盾构区间为例分析
发布时间：2023-10-26 20:33
随着京津冀交通一体化的协同发展,北京新机场线、S6线、平谷线等市区域快线也纷纷启动建设。在北京区域快线建设中,轨道交通新机场线首次采用8.8m大直径盾构法施工,由于盾构法施工会扰动隧道周围土体,进而引起地表沉降及变形,危及地面建筑物的安全。因此,研究新机场线8.8m大直径盾构施工引起的地表沉降规律可为北京地区后续区域快线建设提供参考和依据。论文首先归纳总结前人研究所得沉降理论,分析了盾构施工引起地表沉降的规律和机理;接着,运用ABAQUS数值模拟软件对依托工程背景的盾构施工过程进行模拟,分析其盾构施工所产生的地表沉降及其影响范围;然后,依托北京轨道交通新机场线盾构区间为工程背景,推导出可预测北京新机场线8.8m大直径盾构施工引起地表沉降的Peck预测公式,并结合数值模拟数据与实测地表监测数据对比;最后,对控制地表沉降的控制措施进行了简单阐述。论文研究成果如下:(1)归纳总结前人研究所得沉降理论,并运用ABAQUS模拟软件,模拟北京轨道交通新机场线某右线盾构区间施工过程,分析出盾构在粉土地层施工中,埋深15m左右时,土体三维扰动影响范围;结合纵向沉降量曲线,分析总结出盾构施工各阶段沉降量...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 经验公式法
1.2.2 解析法
1.2.3 理论分析法
1.2.4 模型试验法
1.2.5 数值分析法
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 盾构施工引起地层沉降的机理分析
2.1 盾构法施工技术与原理
2.1.1 盾构施工原理
2.1.2 盾构施工技术
2.2 盾构施工对土体扰动的理论分析
2.2.1 地层损失理论
2.2.2 孔隙水压力变化理论
2.2.3 初始应力状态改变理论
2.3 施工扰动引起地层沉降的特征分析
2.3.1 地层沉降的空间效应
2.3.2 地层沉降的时间效应
2.4 盾构施工引起地层沉降的影响因素
2.4.1 人为因素
2.4.2 非人为因素
2.5 本章小结
第三章 ABAQUS数值模拟地表沉降分析
3.1 ABAQUS盾构施工模拟方法
3.1.1 ABAQUS简介
3.1.2 ABAQUS模拟盾构施工的基本原理
3.1.3 ABAQUS模拟分析步骤
3.2 数值模型
3.2.1 数值模拟条件假设
3.2.2 模型的建立
3.2.3 土体本构模型的选择
3.2.4 边界条件确定及参数的选择
3.3 计算结果及其分析
3.3.1 数值模拟位移云图分析
3.3.2 数值模拟数值结果与分析
3.4 数值模拟影响范围整体分析
3.5 本章小结
第四章 地表沉降的实测数据分析
4.1 依托工程概况
4.1.1 工程概况
4.1.2 工程地质概况
4.1.3 水文地质概况
4.2 地表沉降监测方案设计
4.2.1 监测目的
4.2.2 监测方法
4.2.3 测点布置及工作基点埋设
4.3 地表沉降实测数据分析
4.3.1 研究区间的选取
4.3.2 研究区间沉降值确定
4.3.3 实测数据分析
4.4 数值结果与实测数据对比分析
4.4.1 横向数据对比分析
4.4.2 纵向数据对比分析
4.5 基于Peck公式预测分析
4.5.1 Peck公式预测对比分析
4.5.2 Peck公式线性回归分析
4.5.3 实测数据回归分析
4.6 研究区间Peck公式的修正
4.6.1 Peck公式修正方法
4.6.2 监测断面Peck公式修正参数分析
4.7 本章小结
第五章 地表沉降控制措施
5.1 盾构正常掘进控制措施
5.2 盾构特殊地段施工控制措施
5.3 该盾构区间特殊位置控制措施
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3856929
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 经验公式法
1.2.2 解析法
1.2.3 理论分析法
1.2.4 模型试验法
1.2.5 数值分析法
1.3 研究内容和技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
第二章 盾构施工引起地层沉降的机理分析
2.1 盾构法施工技术与原理
2.1.1 盾构施工原理
2.1.2 盾构施工技术
2.2 盾构施工对土体扰动的理论分析
2.2.1 地层损失理论
2.2.2 孔隙水压力变化理论
2.2.3 初始应力状态改变理论
2.3 施工扰动引起地层沉降的特征分析
2.3.1 地层沉降的空间效应
2.3.2 地层沉降的时间效应
2.4 盾构施工引起地层沉降的影响因素
2.4.1 人为因素
2.4.2 非人为因素
2.5 本章小结
第三章 ABAQUS数值模拟地表沉降分析
3.1 ABAQUS盾构施工模拟方法
3.1.1 ABAQUS简介
3.1.2 ABAQUS模拟盾构施工的基本原理
3.1.3 ABAQUS模拟分析步骤
3.2 数值模型
3.2.1 数值模拟条件假设
3.2.2 模型的建立
3.2.3 土体本构模型的选择
3.2.4 边界条件确定及参数的选择
3.3 计算结果及其分析
3.3.1 数值模拟位移云图分析
3.3.2 数值模拟数值结果与分析
3.4 数值模拟影响范围整体分析
3.5 本章小结
第四章 地表沉降的实测数据分析
4.1 依托工程概况
4.1.1 工程概况
4.1.2 工程地质概况
4.1.3 水文地质概况
4.2 地表沉降监测方案设计
4.2.1 监测目的
4.2.2 监测方法
4.2.3 测点布置及工作基点埋设
4.3 地表沉降实测数据分析
4.3.1 研究区间的选取
4.3.2 研究区间沉降值确定
4.3.3 实测数据分析
4.4 数值结果与实测数据对比分析
4.4.1 横向数据对比分析
4.4.2 纵向数据对比分析
4.5 基于Peck公式预测分析
4.5.1 Peck公式预测对比分析
4.5.2 Peck公式线性回归分析
4.5.3 实测数据回归分析
4.6 研究区间Peck公式的修正
4.6.1 Peck公式修正方法
4.6.2 监测断面Peck公式修正参数分析
4.7 本章小结
第五章 地表沉降控制措施
5.1 盾构正常掘进控制措施
5.2 盾构特殊地段施工控制措施
5.3 该盾构区间特殊位置控制措施
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3856929
本文链接：https://www.wllwen.com/jingjilunwen/jianzhujingjilunwen/3856929.html