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富水复合地层浅埋暗挖地铁施工对邻近建筑物影响分析

作　者: 傅金阳
导　师: 阳军生；张学民
学　校: 中南大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 地铁开挖地层移动与变形建筑物刚度建筑物损坏
分类号: U231.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 7次
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内容摘要

随着我国城市基础设施建设的快速发展,城市地铁及地下工程修建的数量也越来越多,然而许多城市地铁不仅地质、水文条件异常复杂,且往往要穿越或邻近城区复杂的建筑物,使其面临变形损坏的风险,如何采取有效的分析评估手段预测、规避潜在的损坏风险,是一个非常值得研究的问题。本文主要以深圳地铁五号线深民区间富水复合地层浅埋暗挖隧道下穿或邻近樟坑村建筑物群为工程依托,通过理论分析、现场实测与数值模拟等手段对富水地层浅埋暗挖地铁施工对邻近建筑物的影响进行了研究。主要内容如下：(1)通过分析现场测试数据,总结了富水复合地层条件下隧道开挖引起地层移动与变形的基本规律；对Peck公式与考虑疏水固结预测该隧道施工沉降的适用性进行讨论,并分析地层损失率增大的原因。(2)总结建筑物刚度发挥作用的基本规律和计算方法,提出建筑物相对刚度对隧道开挖引起的建筑物变形影响的分析方法,结合深民区间隧道地表与建筑物沉降的大量实测资料,分别分析条形基础与桩基础建筑物相对刚度对开挖引起的建筑物变形影响的基本规律。(3)综合分析建筑物沉降反应特性控制参数及其计算方法,提出根据建筑物沉降反应控制参数权重对建筑物损坏综合分类的评估方法,并在邻近的典型建筑物进行实例应用,评价结果与实际基本符合。(4)通过ABAQUS数值软件模拟分析邻近建筑物的隧道开挖引起的地层位移与变形,评价隧道开挖对邻近建筑物的影响,讨论建筑物上部结构与基础的沉降反应特性。分析结果均表明由于建筑物刚度的影响,隧道开挖引起建筑物沉降变形较天然地面沉降平缓,且这种影响具体大小与建筑物相对刚度、基础形式、偏心比有关。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-27
  1.1 研究背景及意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-25
    1.2.1 隧道开挖引起天然地面的地层位移与变形  11-20
    1.2.2 邻近建筑物存在对隧道开挖引起地层位移与变形的影响  20-25
  1.3 本文研究的主要内容及思路、方法  25-27
    1.3.1 现状研究中存在的问题  25-26
    1.3.2 本文研究内容及思路  26-27
第二章深民区间浅埋暗挖地铁施工现场测试  27-41
  2.1 工程概况  27-34
    2.1.1 工程简介  27-28
    2.1.2 地层条件  28-29
    2.1.3 邻近建筑物分布情况  29-30
    2.1.4 施工方法与施工过程  30-34
  2.2 隧道施工引起的地层位移与变形现场测试  34-41
    2.2.1 测试方案  35
    2.2.2 地表沉降测试  35-36
    2.2.3 地层水平位移测试  36-38
    2.2.4 建筑物沉降测试  38-40
    2.2.5 洞内收敛与初支内力测试  40
    2.2.6 地下水位观测  40
    2.2.7 区段沿线地表沉降监测  40-41
第三章隧道施工引起地层移动与变形分析  41-67
  3.1 隧道施工引起的地层移动变形实测数据分析  41-54
    3.1.1 地表沉降测试结果  41-44
    3.1.2 深民区间地表沉降特征分析  44-45
    3.1.3 地层水平位移测试结果分析  45-49
    3.1.4 深民区间水平位移特征分析  49-51
    3.1.5 收敛与初支内力变化特征  51-52
    3.1.6 地下水位变化特征  52-54
    3.1.7 线路中线沉降特征  54
  3.2 隧道开挖引起的地层沉降分析  54-63
    3.2.1 开挖地层损失引起的沉降与水平位移  54-55
    3.2.2 隧道开挖疏水固结引起的沉降  55-59
    3.2.3 地层损失与疏水固结引起的沉降  59-63
  3.3 对深民区间隧道开挖地层损失的讨论  63-66
  3.4 本章小结  66-67
第四章建筑物刚度对隧道施工沉降影响分析  67-81
  4.1 建筑物刚度作用  67-69
    4.1.1 建筑物刚度对地层变形影响机理分析  67-68
    4.1.2 建筑物有效发挥刚度  68-69
  4.2 建筑物刚度的计算  69-71
    4.2.1 有效刚度的计算方法  69-71
    4.2.2 建筑物的相对刚度  71
  4.3 建筑物刚度对建筑物变形的影响  71-78
    4.3.1 建筑物刚度对建筑物变形的影响因素分析  71-75
    4.3.2 条形基础建筑物刚度对变形的影响  75-76
    4.3.3 桩基础建筑物刚度对变形的影响  76-78
  4.4 建筑物实测沉降与预测沉降对比分析  78-80
  4.5 本章小结  80-81
第五章隧道施工沉降引起建筑物变形损坏评价  81-109
  5.1 引言  81
  5.2 建筑物损害的变形模式  81-90
    5.2.1 地表位移与变形引起建筑物损害的形式  81-84
    5.2.2 建筑物平面沉降变形模式  84-86
    5.2.3 建筑物沉降变形反应特性控制参数的计算  86-90
  5.3 建筑物变形损损坏分类  90-92
  5.4 深民区间隧道施工沉降引起建筑物变形影响评估  92-94
    5.4.1 建筑物的评估流程  92
    5.4.2 建筑物的评估实例分析  92-94
  5.5 隧道对房屋建筑影响的数值模拟分析  94-107
    5.5.1 ABAQUS软件介绍  94-95
    5.5.2 模型的建立  95-98
    5.5.3 数值模拟结果分析  98-107
  5.6 实际施工与评估结果对比  107
  5.7 本章小结  107-109
第六章结论与展望  109-111
  6.1 主要结论  109-110
  6.2 进一步研究的内容  110-111
参考文献  111-116
致谢  116-117
攻读硕士学位期间发表论文及科研情况  117

富水复合地层浅埋暗挖地铁施工对邻近建筑物影响分析

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