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盾构法施工地表高速公路安全监测及稳定性评价

作　者: 吴盛才
导　师: 贺跃光
学　校: 长沙理工大学
专　业: 大地测量学与测量工程
关键词: 地铁 盾构法 高速公路 随机介质理论
分类号: U456.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


随着国家基础建设投入的加大，城市地铁、高速公路等不断兴建。由于地质、外界环境、工程造价等因素的影响，城市地铁须穿越高速公路或者大型建（构）筑物，地下施工对高速公路的影响成为新的课题。长沙地铁盾构法施工穿越京珠高速公路，需要在分析高速公路变形指标基础上，开展盾构法施工对高速公路移动变形规律研究，为其稳定性评价提供依据，并在安全监测基础上，对监测数据进行分析与处理，获取可靠信息，指导施工。论文研究高速公路变形指标、监测数据异常成因，并开展高速公路稳定性评价，具体内容为：1、阐述概率积分法理论、地层损失理论及其适应条件，进行盾构法施工对地层移动与变形机理分析。2、针对地下盾构法施工对高速公路的危害，区分沉降、水平移动、曲率、水平变形和倾斜等5个指标对高速公路稳定性影响，提出评价高速公路稳定性的5个参数值。3、采用模糊函数和层次模型，结合高速公路稳定性评价5个参数建模，将模型分2个层次，第一层次是沉降、水平移动、曲率、水平变形和倾斜，第二层次是各指标本次变化值和累计变化值，并将高速公路划分为四个风险等级：安全状态、一级风险、二级风险、三级风险。结合各指标的变化值情况，对高速公路的安全性进行综合分析，判定高速公路的安全状况。4、针对盾构法施工穿越京珠高速公路，从监测精度要求、监测原则、监测内容、监测范围、监测周期及监测方法等方面设计专项监测方案。结合工程实践，针对沉降、水平位移、深层水平位移、混凝土支撑轴力、钢支撑轴力、地下水位等多个监测项目，提出监测数据异常的3种类型，并对各自异常类型进行成因分析，为类似工程提供参考。论文通过分析盾构法施工地表移动变形预计理论、盾构施工下穿高速公路稳定性研究以及监测数据分析与处理的研究现状，以长沙地铁盾构法施工穿越京珠高速公路为例，开展高速公路变形规律研究，并对监测数据进行分析处理，对各种监测项目的异常值进行分析和处理。并在此基础上建立函数模型，根据所研究的高速公路变形指标进行稳定性判定，然后采用模糊函数模型对其进行风险评估，实现掌握其安全状况的目的。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-20
  1.1 研究背景及意义  10-12
  1.2 课题研究可行性  12
  1.3 国内外研究现状  12-19
    1.3.1 盾构法施工地表变形预计理论  12-16
    1.3.2 盾构穿越高速公路稳定性研究现状  16
    1.3.3 监测数据分析与处理研究现状  16-19
  1.4 本论文研究内容和方向  19-20
第二章 盾构施工引起地层移动与变形规律  20-28
  2.1 随机介质理论  20-23
    2.1.1 随机介质理论模型  21-22
    2.1.2 随机介质理论  22-23
  2.2 地铁盾构开挖引起的地表移动与变形  23-27
    2.2.1 地层损失理论  24-25
    2.2.2 隧道盾构法施工地表移动与变形模型  25-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章 监测方案设计及数据分析处理  28-50
  3.1 高速公路监测方案设计  28-35
    3.1.1 高速公路监测精度要求  28-29
    3.1.2 监测原则  29
    3.1.3 监测内容及范围  29-30
    3.1.4 测点的布设  30-31
    3.1.5 监测周期  31
    3.1.6 监测方法  31-35
  3.2 监测数据分析与处理  35-49
    3.2.1 监测数据异常情况类型  35-36
    3.2.2 异常数据异常分析  36-47
    3.2.3 小波分析数据处理模型  47-49
  3.3 本章小结  49-50
第四章 高速公路稳定性评价  50-64
  4.1 高速公路稳定性评价指标  50-58
    4.1.1 盾构地下施工对高速公路的影响  51-52
    4.1.2 盾构开挖对高速公路稳定性影响  52-55
    4.1.3 高速公路稳定性指标  55-58
  4.2 高速公路稳定性风险评估  58-63
    4.2.1 高速公路稳定性分析指标  58-59
    4.2.2 模糊风险评估等级划分及隶属函数确定  59-61
    4.2.3 高速公路风险综合评估构造矩阵及权重确定  61-62
    4.2.4 高速公路风险评估整体性检验  62
    4.2.5 高速公路风险评估  62-63
  4.3 高速公路风险评估与预测系统的设计  63
  4.4 本章小结  63-64
第五章 工程实例  64-74
  5.1 工程概况  64-66
  5.2 盾构隧道穿越高速公路变形监测  66-67
  5.3 监测数据分析与稳定性评价  67-73
  5.4 本章小结  73-74
第六章 结论与展望  74-76
  6.1 结论  74-75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-84
致谢  84-85
附录 攻读学位期间发表论文目录及参加的科研项目  85-86

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 隧道工程 > 隧道观测与试验 > 隧道施工及运用监测
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