呼市圆砾地层盾构施工Peck公式地表沉降预测参数取值研究

论文摘要

盾构法修建隧道具有机械化程度高、施工速度快、不中断地面交通、避免地下管线迁改、无噪声、受地下水影响小等优点,因此被广泛运用于城市地铁区间及部分长距离地下综合管廊的修建工程中,代表着未来城市轨道交通和地下工程修建技术的发展方向。盾构隧道施工引起的地层变形是地下工程研究的热点之一。目前已经取得了较丰富的成果,这其中最具有代表性的成果就是Peck公式。它以其直观的概念,易于计算的公式和较少的计算参数为盾构施工预测地表变形提供了一个良好的工具。本文以呼和浩特市轨道交通2号线帅家营~内蒙古大学南校区盾构区间为工程背景,基于当地的圆砾地层条件,通过现场实测数据分析、经验公式计算、函数拟合和数值模拟等方法,对Peck公式的参数取值(沉降槽宽度和地层损失率)进行研究,主要研究工作及结论如下:(1)通过分析实测地表变形数据可以发现,在施工区段的地层条件下,随着盾构机的掘进,地表纵向变形整体表现为先隆起后沉降,地表横向变形的沉降槽曲线基本符合正态分布。双线盾构隧道的最大沉降值要大于单线盾构隧道的最大沉降值,且沉降的最大值出现在双线隧道之间。(2)通过Peck公式计算得到沉降槽宽度及地层损失率,得出沉降槽宽度约为6~7m,沉降槽宽度系数约为0.35,地层损失率约为0.5%~1.4%。(3)利用FlAC3D对盾构隧道施工进行数值模拟,通过与实测数据、Peck公式的计算结果进行对比,选取合理的数值模型,进而得到了不同间距双线隧道地表沉降变形形态,与双Peck公式得到的地表沉降变形形态进行对比,从而验证了Peck公式参数(沉降槽宽度和地层损失率)取值在呼和浩特地区的圆砾地层中的合理性。(4)本工程的双线盾构施工引起的沉降槽的形态表现为“U”型,这种现象主要与当地的土质情况和双线隧道间距有关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 双线盾构施工引起的地表变形研究现状
•     1.2.1 经验公式法
•     1.2.2 理论分析法
•     1.2.3 数值模拟法
•     1.2.4 几种分析方法的比较
•   1.3 本文主要的研究内容
• 2 现场监控量测地表变形分析
•   2.1 工程概况
•   2.2 地质水文情况
•   2.3 地表监测点布设概况
•   2.4 监控量测控制标准
•   2.5 实际监测结果介绍
•     2.5.1 地表纵向变形情况
•     2.5.2 地表横向变形情况
•   2.6 本章小结
• 3 Peck公式对地表沉降实测数据的拟合
•   3.1 Peck公式参数的获得
•     3.1.1 Peck公式理论介绍
•     3.1.2 沉降槽宽度与地层损失率的计算
•     3.1.3 基于Peck公式的地表沉降预测
•   3.2 左线地表沉降实测数据拟合
•   3.3 双Peck公式的应用
•   3.4 本章小结
• 4 基于数值模拟的盾构施工地表沉降规律研究
•   4.1 单线盾构隧道施工的数值模拟
•     4.1.1 几何模型的建立
•     4.1.2 模型的赋值
•   4.2 单线盾构隧道模拟开挖
•   4.3 双线盾构施工的数值模拟
•     4.3.1 双线隧道几何模型的建立
•     4.3.2 双线隧道模型的赋值
•     4.3.3 双线隧道模拟开挖
•     4.3.4 双线隧道引起地表沉降分析
•   4.4 隧道不同间距引起的地表沉降分析
•     4.4.1 当L=3D时双线隧道引起地表沉降分析
•     4.4.2 当L=4D时双线隧道引起地表沉降分析
•     4.4.3 不同间距的双线隧道引起地表沉降总体分析
•   4.5 本章小结
• 5 结论与展望
•   5.1 本文主要的研究成果和结论
•   5.2 本文研究的不足以及后续的展望
•     5.2.1 本文存在的不足之处
•     5.2.2 后续研究的展望以及建议
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 牛立峰

导师: 许有俊

关键词: 圆砾地层,公式,参数取值,数值模拟

来源: 内蒙古科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,铁路运输

单位: 内蒙古科技大学

分类号: U231.3;P642.26

DOI: 10.27724/d.cnki.gnmgk.2019.000147

总页数: 65

文件大小: 2129K

下载量: 44