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浅埋暗挖隧道地层变位随机介质理论分析及控制技术研究

作　者: 黎新亮
导　师: 黄明利
学　校: 北京交通大学
专　业: 地下工程
关键词: 粉细砂地层浅埋暗挖随机介质理论数值模拟地层变位多导洞开挖双层小导管
分类号: U455.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 203次
引　用: 2次
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内容摘要

本文结合北京地铁四号线西单～灵境胡同渡线隧道工程,针对在粉细砂地层中修建大跨渡线隧道,下穿道路和地下管线,临近建筑物施工等工程难点,利用理论分析、数值模拟、和现场监测等多种研究手段,对浅埋暗挖隧道地层变位机理及控制技术,深入地进行全面和系统的研究,并取得以下成果:(1)引入随机介质理论,对地层变位机理进行了分析,具体分析了单、双孔隧道开挖引起的地表位移及变形的解析方程,并深入探讨了地表沉降、垂直变形、地表水平位移和水平变形的特点,同时分析了影响地表位移的主要因素,并结合工程实例,佐证该理论应用于粉细砂地层浅埋暗挖单孔地铁隧道的科学性。(2)根据现场监测分析,总结了粉细砂地层地表沉降、地中水平位移和分层沉降的一些变化规律。(3)通过对双层小导管在施工过程中轴力变化情况进行数值模拟,并结合监测数据,分析出双层小导管作用机理,同时对双层小导管在施工中的应用进行研究,结合现场监测,验证了双层小导管在复杂地层情况以及困难的施工环境下对于地层加固的实用性。(4)利用数值模拟对三联拱隧道所处地层在不同加固措施下进行对比分析,同时预测各施工步序下地表沉降和分层沉降所占比例,确定了注浆管棚预支护,并辅以注浆小导管的加固方案。同时将数值模拟所得多导洞开挖引起的地表沉降以及地中分层沉降与监测数据进行对比分析,验证了数值模拟的可靠性。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
1 绪论  11-21
  1.1 研究意义及工程背景  11-15
    1.1.1 研究意义  11
    1.1.2 工程背景  11-15
  1.2 研究现状及难点  15-17
    1.2.1 研究现状  15-17
    1.2.2 研究难点  17
  1.3 本文研究思路及内容  17-21
    1.3.1 本文的研究思路  18
    1.3.2 本文研究的主要内容  18-21
2 地层变位的随机介质理论  21-35
  2.1 随机介质理论概述  21
  2.2 单双孔隧道开挖引起的地表位移及变形  21-29
    2.2.1 单孔隧道开挖时的地表位移及变形  21-26
    2.2.2 双孔隧道开挖时的地表位移及变形  26-29
  2.3 地表位移和变形特点  29-32
    2.3.1 地表下沉与垂直变形  29-31
    2.3.2 地表水平位移与水平变形  31-32
  2.4 地表位移主要影响因素  32-34
    2.4.1 施工方法影响  32-33
    2.4.2 地层性质影响  33
    2.4.3 开挖深度影响  33-34
    2.4.4 结构形式与大小影响  34
  2.5 本章小结  34-35
3 单孔隧道地层变位分析  35-45
  3.1 概述  35
  3.2 测点布设  35-36
  3.3 地层变位分析  36-40
    3.3.1 地中分层沉降分析  36-38
    3.3.2 地中水平位移分析  38-39
    3.3.3 地表沉降分析  39-40
  3.4 地表沉降随机介质理论分析  40-43
    3.4.1 地表沉降计算参数研究  40-41
    3.4.2 理论计算与现场监测对比  41-42
    3.4.3 理论计算结果评价  42-43
  3.5 本章小结  43-45
4 双孔隧道过建筑物地层变位控制技术研究  45-63
  4.1 概述  45-46
  4.2 模拟计算说明  46-47
    4.2.1 计算目的  46
    4.2.2 浅埋暗挖施工步序  46
    4.2.3 模型说明  46-47
  4.3 计算结果分析  47-56
    4.3.1 双层小导管受力分析基本介绍  47-49
    4.3.2 受力分析  49-54
    4.3.3 模拟结论及测点埋设建议  54-55
    4.3.4 数值模拟与现场监测对比  55-56
  4.4 双层小导管施工应用研究  56-61
    4.4.1 工程概况  56-57
    4.4.2 计算参数及模型  57-58
    4.4.3 计算结果分析  58-59
    4.4.4 双层小导管施工工艺  59-60
    4.4.5 现场监测  60-61
  4.5 本章小结  61-63
5 多导洞开挖隧道地层变位分配研究及控制  63-89
  5.1 概述  63-64
  5.2 模拟计算说明  64-66
    5.2.1 计算目的  64
    5.2.2 模型说明  64-66
  5.3 计算结果分析  66-70
    5.3.1 计算结果  66-67
    5.3.2 地表沉降分析  67-69
    5.3.3 地中土体分层沉降分析  69-70
  5.4 多导洞隧道地层变位控制技术  70-82
    5.4.1 地层预加固的小结构作用效应  70-72
    5.4.2 浅埋暗挖常用的地层预加固措施  72-73
    5.4.3 浅埋暗挖大跨隧道地层加固成功案例  73-75
    5.4.4 地层预加固措施的确定  75
    5.4.5 注浆大管棚施工工艺  75-80
    5.4.6 注浆小导管施工工艺  80-82
  5.5 数值模拟与现场监测对比分析  82-87
    5.5.1 监测数据分析  82-85
    5.5.2 对比分析  85-87
  5.6 本章小结  87-89
6 结论  89-91
  6.1 结论  89-90
  6.2 展望  90-91
参考文献  91-93
作者简历  93-97
学位论文数据集  97

浅埋暗挖隧道地层变位随机介质理论分析及控制技术研究

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