穿黄超大断面盾构隧道纵向结构性状及设计模式研究
发布时间：2022-07-02 15:28
随着城市地下空间的大力发展,出现了诸多大断面、大埋深、长距离、复杂化的盾构隧道。截止目前,我国已建和在建的超大断面城市隧道工程达26项,占全球的62%,建设规模和发展速度引领世界,成绩显著。然而,在地下空间开发欣欣向荣的背景之下,隧道纵向不均匀变形引起的衬砌结构开裂和破坏、隧道渗水漏泥、内部结构纵向扭曲变形等现象频发,而目前针对超大断面盾构隧道纵向结构性状及设计模式方面的研究仍然较少。本文依托于山东省重点研发项目“基于水土耦合的多变复合地层盾构隧道纵向变形特性及设计模式”,以济南黄河隧道项目为工程背景,借助理论分析的手段,从尺寸效应和复合地层对盾构隧道纵向性能进行分析研究,建立了尺寸效应与隧道纵向刚度有效率的关系式以及复合地层下的隧道刚度与纵向变形关系式;并通过模型试验和数值模拟对引起超大断面盾构隧道纵向不均匀变形因素进行分析。依据Winkler弹性地基梁理论及修正的盾构隧道纵向等效连续化模型,构建基于超大断面和复合地层的盾构隧道纵向设计模型,并提出超大断面盾构隧道的纵向设计方法。本文主要工作和研究成果如下:（1）从尺寸效应和穿越地层复杂性方面对盾构隧道衬砌结构纵向性能进行了研究,通过...
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道纵向变形的研究
1.2.2 隧道纵向计算模型的研究
1.2.3 模型试验的研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 依托工程
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究技术路线
第二章 盾构隧道的尺寸效应及地层对结构纵向结构性能的影响
2.1 概述
2.2 尺寸效应对盾构隧道纵向刚度的影响
2.2.1 尺寸效应对盾构隧道的影响
2.2.2 隧道横向变形性能对纵向刚度的影响
2.2.3 考虑横向性能的超大断面盾构隧道纵向刚度模型
2.2.4 超大断面盾构隧道容许纵向变形
2.3 基于复合地层的等效地基梁模型分析
2.3.1 Winkler弹性地基梁理论
2.3.2 不同地层基床系数的确定
2.4 超大断面盾构隧道纵向变形影响因素
2.5 本章小结
第三章 基于模型试验的复合地层盾构隧道纵向结构性状研究
3.1 概述
3.2 相似关系理论
3.2.1 相似第一定理
3.2.2 相似第二定理
3.2.3 相似第三定理
3.2.4 模型试验相似比的确定
3.3 相似材料
3.3.1 模型箱
3.3.2 模型盾构隧道
3.3.3 模型土
3.4 量测项目
3.5 试验步骤
3.6 试验结果及分析
3.7 本章小结
第四章 穿黄超大断面盾构隧道纵向不均匀变形及力学特性分析
4.1 概述
4.2 三维有限元分析
4.2.1 计算假定
4.2.2 模型建立
4.2.3 参数设置
4.2.4 模拟工况
4.3 有限元结果及分析
4.3.1 地层对隧道纵向结构的影响
4.3.2 埋深对隧道纵向结构的影响
4.3.3 水压对隧道纵向结构的影响
4.4 本章小结
第五章 穿黄超大断面盾构隧道纵向设计模式
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]大直径盾构隧道管片纵向连接抗剪刚度分析[J]. 肖时辉,黄海斌,王明年,李卓霖,刘大刚. 铁道建筑. 2018(07)
[2]大断面类矩形盾构衬砌结构横向刚度有效率[J]. 张子新,朱叶艇,朱雁飞,黄昕. 同济大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]错缝拼装通用环管片环缝抗剪性能试验研究[J]. 朱瑶宏,张宸,柳献,董子博. 铁道科学与工程学报. 2017(02)
[4]基坑开挖卸载引起下卧已建隧道的纵向变形研究[J]. 宗翔. 岩土力学. 2016(S2)
[5]收敛变形对地铁盾构隧道纵向等效抗弯刚度的影响研究[J]. 李明宇,姜平远,郭逸凡. 结构工程师. 2015(06)
[6]矩形盾构管片接头抗剪试验研究[J]. 蒋首超,刘仁勇,柳献,孙巍,官林星. 建筑施工. 2015(01)
[7]基于模型试验的盾构隧道纵向刚度分析[J]. 叶飞,杨鹏博,毛家骅,毛燕飞,陈治,孙昌海. 岩土工程学报. 2015(01)
[8]盾构隧道掘进引起上方已建隧道的纵向变形研究[J]. 张冬梅,宗翔,黄宏伟. 岩土力学. 2014(09)
[9]考虑成层土变异性的等效基床系数分析[J]. 朱令,丁文其,王瑞,刘洪洲,方磊. 岩石力学与工程学报. 2014(S1)
[10]砂卵石地层土压力平衡盾构施工开挖面稳定及邻近建筑物影响模型试验研究[J]. 范祚文,张子新. 岩石力学与工程学报. 2013(12)
博士论文
[1]盾构掘进对砂卵石地层的扰动机理研究[D]. 江英超.西南交通大学 2014
[2]大型水下盾构隧道结构设计关键问题研究[D]. 肖明清.西南交通大学 2014
[3]软土地层中盾构隧道结构沉降与变形机制分析[D]. 王湛.浙江大学 2013
[4]盾构隧道纵向不均匀沉降及实时监测方法研究[D]. 杨茜.北京交通大学 2013
[5]水下盾构法隧道双层衬砌结构力学特性[D]. 周济民.西南交通大学 2012
[6]大断面水下盾构隧道管片衬砌结构的力学行为研究[D]. 封坤.西南交通大学 2012
[7]盾构隧道的环境效应及结构性能研究[D]. 齐静静.浙江大学 2007
[8]软土地区运营地铁盾构隧道结构变形及健康诊断方法研究[D]. 叶耀东.同济大学 2007
[9]软土盾构隧道纵向设计方法研究[D]. 余占奎.同济大学 2007
[10]基于壳—弹簧模型的盾构衬砌管片受力特性研究[D]. 黄正荣.河海大学 2007
硕士论文
[1]基于HSS模型的盾构隧道施工对邻近桥梁的影响及控制措施研究[D]. 陆瑶.济南大学 2018
[2]上软下硬地层超大直径盾构隧道设计关键技术研究[D]. 黄海斌.西南交通大学 2018
[3]特殊环境下复杂水下盾构隧道管片衬砌纵向受力分析[D]. 汤印.西南交通大学 2017
[4]相似材料模型试验原料选择及配比试验研究[D]. 肖杰.北京交通大学 2013
[5]盾构隧道管片衬砌结构刚度有效率模型试验研究[D]. 孙海东.长安大学 2012
[6]北京地铁区间隧道地表沉降模型试验研究[D]. 李超.北京交通大学 2010
[7]均布荷载作用下温克勒弹性地基梁解析解及其在盾构隧道纵向计算中的应用[D]. 侯芳.青岛理工大学 2009
[8]盾构近接交叉隧道施工影响研究[D]. 杨兆辉.北京交通大学 2009
[9]大断面越江盾构隧道衬砌结构分析与施工动态模拟研究[D]. 刘益平.同济大学 2008
[10]南京长江隧道超大断面管片衬砌结构相似模型试验与数值分析[D]. 杨雄.西南交通大学 2007
本文编号：3654612
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 隧道纵向变形的研究
1.2.2 隧道纵向计算模型的研究
1.2.3 模型试验的研究
1.3 研究内容及技术路线
1.3.1 依托工程
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究技术路线
第二章 盾构隧道的尺寸效应及地层对结构纵向结构性能的影响
2.1 概述
2.2 尺寸效应对盾构隧道纵向刚度的影响
2.2.1 尺寸效应对盾构隧道的影响
2.2.2 隧道横向变形性能对纵向刚度的影响
2.2.3 考虑横向性能的超大断面盾构隧道纵向刚度模型
2.2.4 超大断面盾构隧道容许纵向变形
2.3 基于复合地层的等效地基梁模型分析
2.3.1 Winkler弹性地基梁理论
2.3.2 不同地层基床系数的确定
2.4 超大断面盾构隧道纵向变形影响因素
2.5 本章小结
第三章 基于模型试验的复合地层盾构隧道纵向结构性状研究
3.1 概述
3.2 相似关系理论
3.2.1 相似第一定理
3.2.2 相似第二定理
3.2.3 相似第三定理
3.2.4 模型试验相似比的确定
3.3 相似材料
3.3.1 模型箱
3.3.2 模型盾构隧道
3.3.3 模型土
3.4 量测项目
3.5 试验步骤
3.6 试验结果及分析
3.7 本章小结
第四章 穿黄超大断面盾构隧道纵向不均匀变形及力学特性分析
4.1 概述
4.2 三维有限元分析
4.2.1 计算假定
4.2.2 模型建立
4.2.3 参数设置
4.2.4 模拟工况
4.3 有限元结果及分析
4.3.1 地层对隧道纵向结构的影响
4.3.2 埋深对隧道纵向结构的影响
4.3.3 水压对隧道纵向结构的影响
4.4 本章小结
第五章 穿黄超大断面盾构隧道纵向设计模式
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]大直径盾构隧道管片纵向连接抗剪刚度分析[J]. 肖时辉,黄海斌,王明年,李卓霖,刘大刚. 铁道建筑. 2018(07)
[2]大断面类矩形盾构衬砌结构横向刚度有效率[J]. 张子新,朱叶艇,朱雁飞,黄昕. 同济大学学报(自然科学版). 2018(06)
[3]错缝拼装通用环管片环缝抗剪性能试验研究[J]. 朱瑶宏,张宸,柳献,董子博. 铁道科学与工程学报. 2017(02)
[4]基坑开挖卸载引起下卧已建隧道的纵向变形研究[J]. 宗翔. 岩土力学. 2016(S2)
[5]收敛变形对地铁盾构隧道纵向等效抗弯刚度的影响研究[J]. 李明宇,姜平远,郭逸凡. 结构工程师. 2015(06)
[6]矩形盾构管片接头抗剪试验研究[J]. 蒋首超,刘仁勇,柳献,孙巍,官林星. 建筑施工. 2015(01)
[7]基于模型试验的盾构隧道纵向刚度分析[J]. 叶飞,杨鹏博,毛家骅,毛燕飞,陈治,孙昌海. 岩土工程学报. 2015(01)
[8]盾构隧道掘进引起上方已建隧道的纵向变形研究[J]. 张冬梅,宗翔,黄宏伟. 岩土力学. 2014(09)
[9]考虑成层土变异性的等效基床系数分析[J]. 朱令,丁文其,王瑞,刘洪洲,方磊. 岩石力学与工程学报. 2014(S1)
[10]砂卵石地层土压力平衡盾构施工开挖面稳定及邻近建筑物影响模型试验研究[J]. 范祚文,张子新. 岩石力学与工程学报. 2013(12)
博士论文
[1]盾构掘进对砂卵石地层的扰动机理研究[D]. 江英超.西南交通大学 2014
[2]大型水下盾构隧道结构设计关键问题研究[D]. 肖明清.西南交通大学 2014
[3]软土地层中盾构隧道结构沉降与变形机制分析[D]. 王湛.浙江大学 2013
[4]盾构隧道纵向不均匀沉降及实时监测方法研究[D]. 杨茜.北京交通大学 2013
[5]水下盾构法隧道双层衬砌结构力学特性[D]. 周济民.西南交通大学 2012
[6]大断面水下盾构隧道管片衬砌结构的力学行为研究[D]. 封坤.西南交通大学 2012
[7]盾构隧道的环境效应及结构性能研究[D]. 齐静静.浙江大学 2007
[8]软土地区运营地铁盾构隧道结构变形及健康诊断方法研究[D]. 叶耀东.同济大学 2007
[9]软土盾构隧道纵向设计方法研究[D]. 余占奎.同济大学 2007
[10]基于壳—弹簧模型的盾构衬砌管片受力特性研究[D]. 黄正荣.河海大学 2007
硕士论文
[1]基于HSS模型的盾构隧道施工对邻近桥梁的影响及控制措施研究[D]. 陆瑶.济南大学 2018
[2]上软下硬地层超大直径盾构隧道设计关键技术研究[D]. 黄海斌.西南交通大学 2018
[3]特殊环境下复杂水下盾构隧道管片衬砌纵向受力分析[D]. 汤印.西南交通大学 2017
[4]相似材料模型试验原料选择及配比试验研究[D]. 肖杰.北京交通大学 2013
[5]盾构隧道管片衬砌结构刚度有效率模型试验研究[D]. 孙海东.长安大学 2012
[6]北京地铁区间隧道地表沉降模型试验研究[D]. 李超.北京交通大学 2010
[7]均布荷载作用下温克勒弹性地基梁解析解及其在盾构隧道纵向计算中的应用[D]. 侯芳.青岛理工大学 2009
[8]盾构近接交叉隧道施工影响研究[D]. 杨兆辉.北京交通大学 2009
[9]大断面越江盾构隧道衬砌结构分析与施工动态模拟研究[D]. 刘益平.同济大学 2008
[10]南京长江隧道超大断面管片衬砌结构相似模型试验与数值分析[D]. 杨雄.西南交通大学 2007
本文编号：3654612
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