浅埋地道桥顶进施工技术及地面沉降分析

论文摘要

随着交通运输的发展,地道桥在公路、铁路等立体交通工程中被广泛地应用。因地道桥构筑于地下或其他线路下,其与周围环境的协调处理更为容易。但是不同的施工方法对周围环境有着不同的影响,特别是地道桥埋设深度较浅时,施工对地层的扰动大,容易引起较大的地表沉降。本文以首都国际机场地道桥顶进施工为背景。首先针对地道桥顶进长度大、覆土厚度薄、地层软弱、地面沉降控制要求严等不利因素,详细介绍了地道桥顶进的施工技术。接着阐述了地表沉降监测的内容和方法。通过对现场实测沉降曲线的分析,归纳总结地道桥顶进中影响地表沉降的因素,理论上分析了地表沉降的原因。然后阐述地道桥顶进施工模拟的基本原理和在ANSYS程序上的实现方法。最后对顶进施工引起的沉降进行有限元数值模拟,分析影响引起地表沉降的因素,同时还与实测沉降值相比较,探讨控制沉降的施工技术措施。地道桥顶进施工技术有待于进一步发展和完善。本论文在一定的假设条件下用数值方法模拟和研究地道桥顶进的施工过程,得出了一些有益的结论,其分析方法和结果对类似工程地质条件下地道桥的施工具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 地道桥顶进施工发展概况
• 1.2.2 地道桥的特点
• 1.2.3 地道桥顶进施工方法
• 1.2.4 地道桥顶进施工要注意的问题
• 1.3 本文主要研究内容
• 第2章 浅埋地道桥顶进施工技术
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 工程简介
• 2.1.2 工程地质、水文地质情况
• 2.2 浅埋地道桥顶进施工技术
• 2.2.1 超前支护管棚施工工艺
• 2.2.2 小导洞施工工艺
• 2.2.3 顶进方法选择及箱涵预制
• 2.2.4 顶进设备的选用及布置
• 2.2.5 滑板、后背梁及导向墩施工
• 2.2.6 喷石蜡及防水层
• 2.2.7 钢刃脚的安装
• 2.2.8 顶进施工方法
• 2.3 小结
• 第3章 地表沉降监测及分析
• 3.1 现场地表监控量测
• 3.1.1 地表监控量测的目的
• 3.1.2 监测手段和方法
• 3.1.3 实测沉降分析
• 3.2 地表沉降形式及机理
• 3.2.1 纵向地表沉降
• 3.2.2 横向地表沉降
• 3.3 地表沉降的原因
• 3.3.1 地层损失
• 3.3.2 受扰动土体的重新固结
• 3.4 小结
• 第4章 顶进施工方法的ANSYS模拟
• 4.1 ANSYS软件简介
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 ANSYS使用简介
• 4.2 有限元分析的基本过程
• 4.3 弹塑性有限元基本理论
• 4.3.1 弹塑性增量的本构关系
• 4.3.2 弹塑性问题的增量有限元理论
• 4.3.3 弹塑性问题的求解方法
• 4.4 ANSYS模拟顶进施工的方法
• 4.4.1 初始地应力模拟
• 4.4.2 开挖与顶进过程的模拟
• 4.4.3 连续施工的模拟
• 4.4.4 地应力逐步释放的实现
• 4.5 小结
• 第5章 浅埋地道桥顶进施工引起的沉降分析
• 5.1 有限元模型的建立
• 5.2 模拟结果分析
• 5.3 控制地表沉降对策
• 5.4 小结
• 第6章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 存在的不足与建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况和个人简历