论文摘要
随着我国经济建设的高速发展,城市地下空间的开发利用已经成为我国城市基础建设的重要组成部分。城市地下空间的大开发,不可避免地要在既有建构筑物附近进行施工,涌现出大量的岩土工程新问题。基坑开挖规模、深度越来越大,周边环境越来越复杂,基坑开挖过程中卸载、降水、振动、加载等作用不同程度上影响着周边环境,引起周边既有建构筑物产生变形、倾斜、隆起、沉降等影响。特别是在地铁盾构隧道周边进行深基坑施工时,由于隧道对这些影响非常敏感,在施工过程中不仅要保证地铁隧道结构的安全,还要保证地铁运营的安全,因此对于该类深基坑工程的设计、施工及监测都有着更高的要求,从而引出了深基坑开挖对近接地铁隧道影响的新课题。本文以此为背景,针对深基坑开挖对地铁盾构隧道影响的特点,采用室内土工试验、模型试验、理论推导及数值模拟相结合的方法对该类工程施工过程中的常见问题和控制措施进行系列研究,得到一些有用的结论。主要工作及研究成果如下:对近接地铁盾构隧道变形影响因素及控制理论、地铁隧道的变形规律进行整理、归纳及总结。根据近接地铁盾构隧道深基坑工程的特点,提出相应近接地铁盾构隧道基坑工程变形控制流程,从周边环境、变形控制标准、变形控制设计、施工过程控制、工后再评估等方面采取综合措施。通过常规室内压缩回弹试验,研究广州典型土体压缩回弹变形特性,对各土样的回弹率、回弹模量与卸荷比之间的变化关系进行研究。试验结果表明卸荷比是影响回弹变形的关键因素,各种土孔隙比的变化与施加荷载、土样类别等密切相关。在此研究的基础上对基坑开挖引起的坑底土体回弹变形量计算公式进行推导,计算结果与实测值较为吻合;同时研究了减小坑底土体回弹变形量的措施。为深入研究深基坑开挖对隧道纵向变形的影响,基于纵向等效连续化模型,考虑接头刚度、横向变形等关键因素对盾构隧道纵向等效刚度有效率的影响,并进行修正推导相关计算公式。根据相似理论,采用模型试验对隧道纵向等效刚度有效率取值进行分析研究。在此基础上,考虑隧道与土体的相互作用,采用双面弹性地基梁模型分析隧道纵向变形,建立隧道与地基土之间的耦合方程。最后将所得成果应用于工程实例计算,并与数值计算及现场实测结果进行对比分析。根据深基坑开挖引起的坑底土体回弹变形规律及隧道纵向竖向变形影响规律,应用两种措施来控制基坑开挖引起隧道纵向竖向位移。一种是外部增强加固措施,控制地铁隧道隆起变形的关键在于控制基坑土体回弹变形;另一种是对隧道结构自身进行加固,使隧道具有更大的刚度和承载能力。采用数值模拟方法,结合前面研究成果,对深基坑施工引起隧道变形控制措施进行实例分析和总结研究,最后对施工过程的监测控制进行相关论述。本文结合深基坑工程实例,基于变形控制理论、试验研究及理论推导等成果,探讨该类工程在复杂条件下设计、施工实践及现场实测呈现的新特点及新规律,对其进行归纳总结和分析研究,可为类似的工程提供相关参考经验。
论文目录
文章来源
类型: 博士论文
作者: 黄海滨
导师: 曹洪
关键词: 深基坑工程,地铁盾构隧道,回弹变形,隧道纵向变形,控制措施
来源: 华南理工大学
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑
专业: 铁路运输,建筑科学与工程
单位: 华南理工大学
分类号: U231;TU753
DOI: 10.27151/d.cnki.ghnlu.2019.000006
总页数: 181
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