【碩士】襯砌局部滲漏條件下軟土盾構(gòu)隧道的長(zhǎng)期性態(tài)研究【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：隧道及地下建筑工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院　　學(xué)位年度： 2008年　　隨著城市的不斷發(fā)展，世界上各個(gè)城市的交通建設(shè)越來(lái)越多地采用盾構(gòu)法來(lái)施工隧道。然而很多軟土盾構(gòu)隧道的長(zhǎng)期沉降問(wèn)題也十分突出。長(zhǎng)期沉降引發(fā)的對(duì)隧道結(jié)構(gòu)、接頭防水、隧道正常運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生的影響愈為嚴(yán)重。因此，如何預(yù)測(cè)盾構(gòu)隧道的長(zhǎng)期沉降成為確保地鐵安全運(yùn)營(yíng)中急需解決的問(wèn)題。　　影響軟土盾構(gòu)隧道長(zhǎng)期沉降的因素有很多，包括由于盾構(gòu)施工引起的隧道周圍土體中的超孔隙水壓力大小及分布、襯砌的滲透性、列車對(duì)周圍土體的振動(dòng)破壞以及軟土的應(yīng)力一應(yīng)變時(shí)效性等?！　〉壳跋嚓P(guān)的理論研究還滯后于工程實(shí)踐。本文將采用解析和數(shù)值模擬的方法，對(duì)盾構(gòu)隧道的長(zhǎng)期性態(tài)展開(kāi)系統(tǒng)、深入的研究，以揭示和掌握襯砌半滲透性、土體的固結(jié)和流變對(duì)隧道內(nèi)力和變形的影響規(guī)律。主要工作如下：　　1．考慮襯砌半滲透條件下。提出了處于飽和粘彈性土體中隧道的固結(jié)解析解。根據(jù)三單元流變模型和太沙基一倫杜立克固結(jié)理論，建立襯砌半滲透條件下的超孔隙水壓力的控制方程。由此確定在求解域上任意位置上任意時(shí)刻的超孔隙水壓力以及體積應(yīng)變。最終從體積應(yīng)變中分離出豎向應(yīng)變，在壓縮層中對(duì)其進(jìn)行積分即可得到隧道的沉降量?！　?．利用解析解對(duì)上海地鐵一號(hào)線的長(zhǎng)期沉降進(jìn)行預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)沉降值和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)存在一定偏差，但較好地反映了其沉降規(guī)律。同時(shí)也對(duì)襯砌和土體的滲透系數(shù)、土體的粘滯系數(shù)對(duì)長(zhǎng)期沉降的影響進(jìn)行了分析?！　?．利用有限差分程種LAC，對(duì)盾構(gòu)隧道的長(zhǎng)期沉降進(jìn)行了數(shù)值模擬。程序中選用彈粘塑性本構(gòu)模型，考慮土體的分層，耦合了比奧固結(jié)理論進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算中記入隧道施工和運(yùn)營(yíng)的多工況的特點(diǎn)，對(duì)隧道長(zhǎng)期力學(xué)性態(tài)進(jìn)行了數(shù)值模擬。　　4．將數(shù)值模擬的結(jié)果與解析解結(jié)果、實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，表明數(shù)值模擬方法較好地反映了隧道長(zhǎng)期沉降的發(fā)展規(guī)律。對(duì)參數(shù)對(duì)長(zhǎng)期沉降的影響進(jìn)行了分析，再與解析方法對(duì)比，指出兩者的差異，給予了合理的解釋。文中的兩種方法均得到了驗(yàn)證，為隧道的設(shè)計(jì)計(jì)算和工程實(shí)踐提供了技術(shù)支撐?！　?

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