地铁盾构施工对框架结构的影响研究
发布时间：2022-12-04 21:46
随着我国地下轨道交通的迅速发展,盾构法在地铁隧道施工中被广泛采用,由于地铁整体线路的规划,这些盾构隧道往往不可避免的要穿越框架结构建筑物,可能会影响建筑物的安全使用,因而有必要对此进行深入研究,本文主要做了以下工作:1.研究了地铁隧道盾构施工对土体的影响原理、变形模式以及变形幅度的预测方法,分析了框架结构同地铁隧道盾构施工的相互作用以及影响因素,探讨了地铁隧道盾构临近或穿越建筑物时为削弱对建筑物的不利影响而采取的控制与加固措施。2.基于土体损失计算理论,采用数值模拟的方法建立单、双线线盾构下穿建筑物的三维数值模型,研究了单、双线地铁隧道盾构穿越桩基础框架结构时框架结构的变形和受力变化,并对单、双线地铁隧道盾构时框架结构的安全性以及参数敏感性进行了分析。以上研究结果表明:单线盾构时盾构掘进面压力、隧道与框架结构水平间距、桩径、土体参数、临近砌体房屋、框架结构刚度等的改变都会对土体变形与框架结构变形产生一定影响,但是临近砌体房屋对框架结构变形以及地表变形的影响较小。双线盾构时左右隧道不同开挖间隔、桩基高度、建筑物距模型y方向对称轴不同距离D以及与模型x方向对称轴呈不同角度α情况等都会对土体...
【文章页数】：142 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 地铁盾构导致地表变形的研究现状
1.2.2 地铁盾构导致桩基变形的研究现状
1.2.3 地铁盾构导致上部结构变形的研究现状
1.2.4 国内外研究仍存在的问题
1.3 本文研究的目的和意义
1.4 课题主要研究内容
第二章 地铁盾构施工对土体和上部结构的影响
2.1 地表变形
2.1.1 地表横向变形
2.1.2 地表纵向沉降
2.2 地铁盾构掘进与框架结构的相互影响
2.3 地铁盾构掘进导致框架建筑物变形形式
2.3.1 土体沉降导致框架建筑物的变形分析
2.3.2 既有框架建筑物的变形容许值
2.3.3 地铁盾构掘进对附近的影响范围
2.4 地铁盾构掘进时框架建筑物应采取的控制方法
2.4.1 控制措施
2.4.2 减小上部建筑物变形的工程处理措施
2.5 本章小结
第三章 ABAQUS与有限单元法的介绍
3.1 有限单元法简介
3.2 ABAQUS软件计算原理
3.3 采用的土体本构关系
3.4 ABAQUS求解分析非线性问题
3.5 ABAQUS处理接触关系的方法
第四章 单线盾构下穿框架结构的影响研究
4.1 引言
4.2 三维有限元数值模型
4.2.1 有限元模拟中几个假定
4.2.2 有限元建模情况
4.2.3 有限元建模过程
4.3 有限元模拟结果分析
4.3.1 盾构掘进中桩基变形和受力变化
4.3.2 地表沉降位移分析
4.3.3 框架结构内力分析
4.3.4 框架结构安全性分析
4.4 盾构模拟过程参数敏感性研究
4.4.1 盾构掘进面压力的影响
4.4.2 隧道与框架结构水平间距的影响
4.4.3 桩径大小的影响
4.4.4 临近砌体房屋的影响
4.4.5 不同性质土层的影响
4.4.6 框架结构刚度的影响
4.5 本章小结
第五章 双线盾构下穿框架结构的影响研究
5.1 引言
5.2 有限元计算模型
5.3 双线盾构对土体和框架结构的影响
5.3.1 双线盾构对地表沉降的影响
5.3.2 双线盾构对首层X、Y向中间一榀框架梁的影响
5.3.3 双线盾构对首层X、Y向中间一榀框架桩基的影响
5.3.4 双线盾构对首层X、Y向中间一榀框架柱的影响
5.4 不同开挖间隔对地表、建筑物的影响
5.4.1 数值试验方案
5.4.2 数值模拟结果分析
5.4.3 不同盾构方案下最终地表沉降对比
5.5 不同桩基高度对建筑和土体的的影响
5.6 不同D、α下盾构对建筑和土体的影响
5.6.1 不同参数组合下y=0m处最终地表沉降对比
5.6.2 不同参数组合下最终框架梁挠度对比
5.6.3 不同参数组合下最终框架柱x方向水平位移对比
5.6.4 不同参数组合下最终框架柱y方向水平位移对比
5.6.5 不同参数组合下最终框架柱x方向倾斜度对比
5.6.6 不同参数组合下最终框架柱y方向倾斜度对比
5.6.7 不同参数组合下最终ZJ3桩沉降对比
5.6.8 不同参数组合下最终ZJ3桩x方向水平位移对比
5.6.9 不同参数组合下最终ZJ3桩y方向水平位移对比
5.6.10 不同参数组合下最终ZJ3桩弯矩对比
5.6.11 不同参数组合下最终ZJ3桩轴力对比
5.7 本章小结
第六章 合肥地铁穿越某框架结构的影响分析
6.1 工程概况
6.1.1 轨道交通区间工程概况
6.1.2 建筑物与区间工程相对位置关系
6.1.3 工程地质情况
6.2 有限元建模
6.3 计算分析
6.3.1 地表沉降分析
6.3.2 不同框架首层框架梁挠度分析
6.3.3 五层框架不同楼层框架梁挠度分析
6.3.4 框架柱水平位移、倾斜度分析
6.3.5 柱底沉降监测结果与模拟结果对比
6.3.6 房屋倾斜检测
6.3.7 房屋相对沉降检测
6.3.8 盾构施工的建议
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间的学术活动及成果清单
【参考文献】：
期刊论文
[1]双线盾构施工引起地表及建筑物沉降规律研究[J]. 李超人,周传波,陈东,蔡佳愿,蒋楠. 城市轨道交通研究. 2017(06)
[2]双线平行盾构掘进对邻近浅基础建筑物影响理论分析[J]. 丁智,张霄,顾晓卫,魏新江,范俊聪. 隧道建设. 2017(04)
[3]盾构施工对邻近浅基础框架结构影响的研究[J]. 陈大川,胡建平,董胜华. 铁道科学与工程学报. 2017(03)
[4]超大直径盾构施工地表沉降分析[J]. 程磊标,陈有亮,王苏然,黄煜. 水资源与水工程学报. 2017(01)
[5]地铁施工扰动对沿线地表建筑的影响研究[J]. 徐文波,余剑,万赞. 土工基础. 2016(06)
[6]基于改进随机介质理论的地铁盾构施工地表变形空间分布特征分析[J]. 周诚,余群舟. 施工技术. 2016(21)
[7]地铁隧道近接建筑施工破坏机制分析[J]. 陈瑜嘉,张自光,杨树桐. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[8]防止盾构侧穿桩基时引发桩基沉降的措施[J]. 邹洪宝. 施工技术. 2016(16)
[9]盾构掘进对邻近浅基础框架建筑物影响研究[J]. 丁智,秦建设,魏新江,范俊聪,王凡勇. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]既有桩基对盾构施工参数的影响研究[J]. 张海彦,何平,闫国新,王剑晨,刘喆. 岩土工程学报. 2016(09)
博士论文
[1]盾构隧道施工对邻近桥梁桩基础的影响及风险控制值研究[D]. 张海彦.北京交通大学 2016
[2]城市隧道施工对既有建筑物的影响及安全控制研究[D]. 孔文涛.武汉大学 2013
[3]地铁盾构施工地表变形时空演化规律与预警研究[D]. 周诚.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]富水砂砾地层盾构施工地表沉降变形控制参数优化研究[D]. 高照.西南交通大学 2015
[2]地铁隧道盾构法施工对邻近建筑物桩基变形的影响研究[D]. 李晓敏.西安科技大学 2013
[3]浅埋大断面铁路隧道施工对地表建筑物变形影响的数值分析[D]. 任志勇.长沙理工大学 2013
[4]北京典型地铁隧道侧穿建筑物安全性评估方法研究[D]. 杨学嘉.北京工业大学 2012
[5]盾构隧道穿越桩基—框架结构的影响研究[D]. 曾林海.华南理工大学 2010
本文编号：3709045
【文章页数】：142 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外的研究现状
1.2.1 地铁盾构导致地表变形的研究现状
1.2.2 地铁盾构导致桩基变形的研究现状
1.2.3 地铁盾构导致上部结构变形的研究现状
1.2.4 国内外研究仍存在的问题
1.3 本文研究的目的和意义
1.4 课题主要研究内容
第二章 地铁盾构施工对土体和上部结构的影响
2.1 地表变形
2.1.1 地表横向变形
2.1.2 地表纵向沉降
2.2 地铁盾构掘进与框架结构的相互影响
2.3 地铁盾构掘进导致框架建筑物变形形式
2.3.1 土体沉降导致框架建筑物的变形分析
2.3.2 既有框架建筑物的变形容许值
2.3.3 地铁盾构掘进对附近的影响范围
2.4 地铁盾构掘进时框架建筑物应采取的控制方法
2.4.1 控制措施
2.4.2 减小上部建筑物变形的工程处理措施
2.5 本章小结
第三章 ABAQUS与有限单元法的介绍
3.1 有限单元法简介
3.2 ABAQUS软件计算原理
3.3 采用的土体本构关系
3.4 ABAQUS求解分析非线性问题
3.5 ABAQUS处理接触关系的方法
第四章 单线盾构下穿框架结构的影响研究
4.1 引言
4.2 三维有限元数值模型
4.2.1 有限元模拟中几个假定
4.2.2 有限元建模情况
4.2.3 有限元建模过程
4.3 有限元模拟结果分析
4.3.1 盾构掘进中桩基变形和受力变化
4.3.2 地表沉降位移分析
4.3.3 框架结构内力分析
4.3.4 框架结构安全性分析
4.4 盾构模拟过程参数敏感性研究
4.4.1 盾构掘进面压力的影响
4.4.2 隧道与框架结构水平间距的影响
4.4.3 桩径大小的影响
4.4.4 临近砌体房屋的影响
4.4.5 不同性质土层的影响
4.4.6 框架结构刚度的影响
4.5 本章小结
第五章 双线盾构下穿框架结构的影响研究
5.1 引言
5.2 有限元计算模型
5.3 双线盾构对土体和框架结构的影响
5.3.1 双线盾构对地表沉降的影响
5.3.2 双线盾构对首层X、Y向中间一榀框架梁的影响
5.3.3 双线盾构对首层X、Y向中间一榀框架桩基的影响
5.3.4 双线盾构对首层X、Y向中间一榀框架柱的影响
5.4 不同开挖间隔对地表、建筑物的影响
5.4.1 数值试验方案
5.4.2 数值模拟结果分析
5.4.3 不同盾构方案下最终地表沉降对比
5.5 不同桩基高度对建筑和土体的的影响
5.6 不同D、α下盾构对建筑和土体的影响
5.6.1 不同参数组合下y=0m处最终地表沉降对比
5.6.2 不同参数组合下最终框架梁挠度对比
5.6.3 不同参数组合下最终框架柱x方向水平位移对比
5.6.4 不同参数组合下最终框架柱y方向水平位移对比
5.6.5 不同参数组合下最终框架柱x方向倾斜度对比
5.6.6 不同参数组合下最终框架柱y方向倾斜度对比
5.6.7 不同参数组合下最终ZJ3桩沉降对比
5.6.8 不同参数组合下最终ZJ3桩x方向水平位移对比
5.6.9 不同参数组合下最终ZJ3桩y方向水平位移对比
5.6.10 不同参数组合下最终ZJ3桩弯矩对比
5.6.11 不同参数组合下最终ZJ3桩轴力对比
5.7 本章小结
第六章 合肥地铁穿越某框架结构的影响分析
6.1 工程概况
6.1.1 轨道交通区间工程概况
6.1.2 建筑物与区间工程相对位置关系
6.1.3 工程地质情况
6.2 有限元建模
6.3 计算分析
6.3.1 地表沉降分析
6.3.2 不同框架首层框架梁挠度分析
6.3.3 五层框架不同楼层框架梁挠度分析
6.3.4 框架柱水平位移、倾斜度分析
6.3.5 柱底沉降监测结果与模拟结果对比
6.3.6 房屋倾斜检测
6.3.7 房屋相对沉降检测
6.3.8 盾构施工的建议
6.4 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读学位期间的学术活动及成果清单
【参考文献】：
期刊论文
[1]双线盾构施工引起地表及建筑物沉降规律研究[J]. 李超人,周传波,陈东,蔡佳愿,蒋楠. 城市轨道交通研究. 2017(06)
[2]双线平行盾构掘进对邻近浅基础建筑物影响理论分析[J]. 丁智,张霄,顾晓卫,魏新江,范俊聪. 隧道建设. 2017(04)
[3]盾构施工对邻近浅基础框架结构影响的研究[J]. 陈大川,胡建平,董胜华. 铁道科学与工程学报. 2017(03)
[4]超大直径盾构施工地表沉降分析[J]. 程磊标,陈有亮,王苏然,黄煜. 水资源与水工程学报. 2017(01)
[5]地铁施工扰动对沿线地表建筑的影响研究[J]. 徐文波,余剑,万赞. 土工基础. 2016(06)
[6]基于改进随机介质理论的地铁盾构施工地表变形空间分布特征分析[J]. 周诚,余群舟. 施工技术. 2016(21)
[7]地铁隧道近接建筑施工破坏机制分析[J]. 陈瑜嘉,张自光,杨树桐. 地下空间与工程学报. 2016(S1)
[8]防止盾构侧穿桩基时引发桩基沉降的措施[J]. 邹洪宝. 施工技术. 2016(16)
[9]盾构掘进对邻近浅基础框架建筑物影响研究[J]. 丁智,秦建设,魏新江,范俊聪,王凡勇. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2017(02)
[10]既有桩基对盾构施工参数的影响研究[J]. 张海彦,何平,闫国新,王剑晨,刘喆. 岩土工程学报. 2016(09)
博士论文
[1]盾构隧道施工对邻近桥梁桩基础的影响及风险控制值研究[D]. 张海彦.北京交通大学 2016
[2]城市隧道施工对既有建筑物的影响及安全控制研究[D]. 孔文涛.武汉大学 2013
[3]地铁盾构施工地表变形时空演化规律与预警研究[D]. 周诚.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]富水砂砾地层盾构施工地表沉降变形控制参数优化研究[D]. 高照.西南交通大学 2015
[2]地铁隧道盾构法施工对邻近建筑物桩基变形的影响研究[D]. 李晓敏.西安科技大学 2013
[3]浅埋大断面铁路隧道施工对地表建筑物变形影响的数值分析[D]. 任志勇.长沙理工大学 2013
[4]北京典型地铁隧道侧穿建筑物安全性评估方法研究[D]. 杨学嘉.北京工业大学 2012
[5]盾构隧道穿越桩基—框架结构的影响研究[D]. 曾林海.华南理工大学 2010
本文编号：3709045
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3709045.html