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边界受限条件下盾构穿越地层变形与土压力研究开题报告

 2020-04-12 14:14:29  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1 项目背景

当前,我国经济的不断发展,为顺应立体城市的建设,城市地铁交通设施发展迅速,其中盾构法在隧道工程中的应用越来越多,盾构法施工不可避免地会引起地面和地下土体的移动,当土体位移过大时,甚至导致地面沉陷、周边建筑物损害、基坑垮塌、重要地下管线等城市生命线工程损害事故,往往造成严重的经济损失和社会影响[1–3]。此外,盾构穿过的房屋地下室外墙基础的附近区域,由于地层损失的影响,建筑物基础及其挡土结构土压力出现非线性变化,从而引起结构内力和变形的变化,对已建和在建构筑物的安全产生影响。

由于地层变形计算的难度较大,国内外关于隧道施工引起地面沉降的计算广泛采用经验法,其中peck[4]通过对大量的地表沉降数据和有关工程资料进行分析后,得到地表沉降槽呈似正态分布的结论,并提出地表沉降分布和地表最大沉降量的估算公式。由于 peck 公式是基于有限地区的实测资料提出的经验公式,其使用具有一定的局限性。刘建航和侯学渊[5],attewell和woodman[6],尹旅超等人[7]等对该公式进行了修正和补充。王建秀等人[8]等对地层损失概念进行了重新界定,建立了基于沉降预测-施工控制的地层损失概念模型,提出了基于"地面沉降-地层损失-施工参数"联系通道的地面沉降控制流程。阳军生[9]使用随机介质理论,分析和预测盾构法隧道引起的地表沉降。张玉军和熊传义[10]等以武汉地铁重点地质剖面为例,采用平面弹塑性有限元方法分析了盾构施工过程土体中的塑性区、位移、应力分布及地面下沉情况。姜忻良和赵志民[11]根据土体损失的空间分布规律,应用镜像法、源汇法原理,采用数值积分方法,对隧道推进过程中由土体损失产生的位移场进行空间分析,得到隧道周围土体的位移场分布。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

在目前对盾构引起地面沉降与土压力研究现状认识的基础上,通过模型试验、数值模拟、理论分析,对盾构穿越受限场地的地面沉降规律与土压力分布进行研究,得到沉降预测与土压力计算方法。主要内容如下:

(1)盾构穿越受限场地引起的地表沉降

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3. 研究计划与安排

第1-2周。整理及查阅隧道引起地表沉降、土压力相关中英文资料,对文献进行综述。

第3-5周。完成毕业论文的开题报告,总结现有的研究方法和成果,设计试验方案。

第6-7周。进行单侧、双侧受限模型试验。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 殷跃平,张作辰,张开军. 我国地面沉降现状及防治对策研究[j]. 中国地质灾害与防治学报,2005,16(2):1-8.

[2] 魏纲,叶琦,虞兴福. 杭州地铁盾构隧道掘进对建筑物影响的实测分析[j]. 现代隧道技术,2015,52(3):150-159.

[3]刘纪峰,刘 波,张会芝. 盾构隧道致地层沉降的物理模型试验研究[j].工业建筑,2011,(03).

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