地铁隧道浅埋暗挖法施工地层变形及对邻近桥桩的影响研究

论文摘要

随着我国城市化进程的加快,地铁已成为解决交通拥挤、土地资源紧缺、环境污染等问题的重要途径。由于地铁工程受到线路走向、地下空间等限制,不少地铁线路往往沿着城市道路修建,穿行于立交桥的基础桩群之间。有时不可避免地要从这些桩基的下方、侧面甚至在桩体处通过。但隧道施工将扰动周围土层,引起地层变形和位移,使得桩体和周围土层发生相互作用,引起桩体的变形和位移,从而影响桥梁的正常使用和安全。因此研究地铁浅埋暗挖法施工对邻近桥桩的影响,成为地铁工程建设中急需解决的重要问题。为了探寻隧道施工引起的地层变形及隧道施工对邻近桥桩的影响,采用理论分析、数值计算、现场量测等方法进行研究,论文主要内容和成果如下：(1)本文总结了目前国内外隧道施工引起的地层变形以及对邻近桥桩影响的研究现状,从隧道施工的基本力学原理、隧道施工的地层变形理论和隧道施工对桥柱的影响理论三个方面探讨了隧道施工对桥桩影响的基本理论。(2)结合大兴线具体工程实例,运用Midas/GTS数值模拟软件建立力学模型,并将模拟结果与现场实测资料进行对比分析,总结地表沉降、桩体沉降和轴力的变化规律。(3)利用二阶段法,分析地层损失率和桩隧距两个重要影响因素对不同桩体类型的影响。提出了地铁隧道邻近桥桩施工的三个方面的主要控制措施：地铁施工措施、土体加固措施、桥梁结构措施。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 本课题国内外研究现状
• 1.2.1 隧道施工地层变形研究现状
• 1.2.2 隧道施工对邻近桥桩影响研究现状
• 1.3 浅埋暗挖法隧道施工特点
• 1.4 本文研究内容和方法
• 2 隧道施工对桥桩的影响基本理论
• 2.1 隧道施工的基本力学原理
• 2.1.1 隧道施工的基本力学过程
• 2.1.2 隧道施工的力学效应
• 2.2 隧道施工的地层变形理论
• 2.2.1 隧道施工引起的地层变形
• 2.2.2 地层变形的主要影响因素
• 2.3 隧道施工对桥桩的影响理论
• 2.3.1 隧道施工地层变形对桥桩的影响
• 2.3.2 隧道施工对桥桩影响分析方法
• 2.3.3 隧道与桥桩邻近度的概念
• 2.3.4 地层变形和桥桩控制标准
• 2.4 本章小结
• 3 隧道施工对桥桩的影响数值模拟研究
• 3.1 工程概况与地质条件
• 3.1.1 工程概况
• 3.1.2 地质条件
• 3.2 隧道支护的力学模拟
• 3.2.1 小导管预注浆的力学模拟
• 3.2.2 格栅钢架的力学模拟
• 3.2.3 网喷混凝土的力学模拟
• 3.3 数值计算模型的建立
• 3.3.1 有限单元法理论基础
• 3.3.2 隧道开挖有限元方法
• 3.3.3 Midas/GTS有限元软件
• 3.3.4 本文采用本构关系
• 3.3.5 模型及材料力学参数选取
• 3.4 隧道施工数值模拟结果与对比分析
• 3.4.1 施工过程的模拟
• 3.4.2 计算结果与实测数据对比
• 3.5 本章小结
• 4 隧道施工对邻近桥桩主要影响因素分析
• 4.1 桩土相互作用机理
• 4.1.1 桩的竖向荷载传递原理
• 4.1.2 荷载传递法
• 4.1.3 桩侧土体竖向位移对桩的影响
• 4.1.4 有关桩侧负摩阻力
• 4.2 计算分析
• 4.2.1 隧道地层损失率对桩的影响
• 4.2.2 桩隧中心距对桩的影响
• 4.3 其他影响因素对桥桩的影响
• 4.4 本章小结
• 5 隧道施工对邻近桥桩影响主要控制措施
• 5.1 地铁邻近桥桩施工流程
• 5.2 隧道邻近桥桩施工控制措施
• 5.2.1 隧道开挖措施
• 5.2.2 土体加固措施
• 5.2.3 桥梁结构措施
• 5.3 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集