【碩士】地鐵隧道施工引起的地表沉降及變形研究【2009】

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內(nèi)容簡介

　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：中南大學(xué)　　學(xué)位年度： 2009年　　隨著我國交通事業(yè)的發(fā)展以及城市規(guī)模的不斷擴大，為了解決日益嚴重的城市交通擁擠問題，許多大城市已經(jīng)掀起了一股修建地鐵的熱潮。城市中修建地鐵隧道不可避免會使地表產(chǎn)生移動及變形，過大的地表移動及變形會對地面建筑物、樁基以及地下管線等產(chǎn)生重大危害。國內(nèi)外學(xué)者對此進行了大量的研究，提出了許多預(yù)測方法。本文在前人的研究成果基礎(chǔ)上，分析了以往預(yù)測方法的不足之處，重點研究了由于隧道開挖以及降水等因素引發(fā)的地表移動及變形，同時通過數(shù)值模擬研究了不同的施工方法對淺埋暗挖地鐵隧道地表沉降的影響。本文主要內(nèi)容包括：　　(1)對各種不同的沉降槽寬度系數(shù)公式進行了分析，認為0’Reilly&New公式為計算沉降槽寬度系數(shù)的通用公式，并通過FLAC數(shù)值模擬對此進行了驗證。　　(2)繪制了不同沉降槽寬度系數(shù)計算公式下地表最大沉降和拱頂沉降的比值與H／D的關(guān)系曲線，研究表明：隧道埋深與直徑的比值小于1．5后，Peck經(jīng)驗公式預(yù)測得到的地表沉降值將產(chǎn)生較大誤差，因此認為Peck經(jīng)驗公式的適用條件是隧道埋深與直徑的比值大于1．5。　　(3)采用鏡像法原理，推導(dǎo)了考慮非均勻位移收斂下的地層位移解析解；綜合分析了"Loganathan&Poulos解析公式的不足與可取之處，在本文解析解中引入與地層條件有關(guān)的參數(shù)對其進行了修正，并將該預(yù)測公式應(yīng)用于國外5個隧道的地層位移預(yù)測，結(jié)果表明：地層位移預(yù)測值與實測值吻合較好?！　?4)對地表沉降及變形的隨機介質(zhì)預(yù)測方法的計算過程進行了簡化，結(jié)果表明：當隧道的埋深與直徑的比值大于3．0后，簡化的計算方法與隨機介質(zhì)法的預(yù)測結(jié)果非常吻合，且該方法計算過程簡單，適用于單孔、雙孔以及各種斷面情況?！　?5)運用巖土固結(jié)、滲流理論，分別推導(dǎo)了由于降水固結(jié)和滲流固結(jié)引起的地表沉降計算公式，并通過工程實例進行了驗證，結(jié)果表明：該公式能準確地預(yù)測地層降水引發(fā)的地表沉降?！　?6)運用有限差分軟件FLAC3D對淺埋暗挖地鐵隧道進行數(shù)值模擬，重點分析了不同的施工方法對地表沉降的影響?！　?

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