检索结果-南通市图书馆

作者：陆天嘉安徽理工大学

学位级别：硕士

在我国公路交通隧道、水利隧道、城市轨道交通等工程领域,全断面岩石掘进机(简称TBM)己得到广泛应用,但由于立井煤矿所处地层地质条件和煤矿巷道施工条件复杂,TBM施工煤矿岩石巷道的相关研究和工程案例在国内外均不多见。随着TBM在硬岩... 详细信息

在我国公路交通隧道、水利隧道、城市轨道交通等工程领域,全断面岩石掘进机(简称TBM)己得到广泛应用,但由于立井煤矿所处地层地质条件和煤矿巷道施工条件复杂,TBM施工煤矿岩石巷道的相关研究和工程案例在国内外均不多见。随着TBM在硬岩巷道施工中应用的推广,亟需对TBM掘进扰动下硬岩巷道围岩稳定性的影响因素和巷道支护方案进行研究。本文在煤矿深部地层巷道施工的理论研究及工程实例分析的基础上,以山西某煤矿南回风巷道TBM掘进工程为背景,采用理论推导、数值模拟和现场原位监测相结合的方法,考虑巷道所在地层埋深较深、地应力场以构造应力场为主及TBM掘进循环的特点等因素。主要进行了如下研究:从圆形巷道在荷载下的破坏规律出发,推导了非均匀荷载下圆形巷道围岩的应力场、应变场及塑性区半径的一种弹塑性解析解,分析了侧压系数对塑性区范围的影响。以背景工程施工巷道为原型,采用FLAC3D软件建立数值模拟模型,模拟不同支护工况下TBM掘进硬岩巷道的全部过程,得出在TBM开挖扰动下,各支护工况的巷道围岩应力场、位移场及塑性区的分布演化规律,通过对比优化施工现场支护方案的设计参数。在背景工程TBM施工中的巷道进行了现场原位监测,收集了 TBM掘进巷道后巷道围岩变形量、支护锚杆轴力及支护锚索轴力变化过程的数据,分析其变化规律及影响因素,可看出支护方案有效的控制了巷道围岩的稳定性,验证了支护方案的可行性。对数值模拟及现场原位监测的结果进行了对比分析,两者的各项结果在数值上误差较小,变化趋势一致,验证了数值模拟的准确性。通过在数值模拟中改变计算模型的参数,探讨了岩体硬度、巷道断面尺寸和巷道轴线与最大水平主应力之间夹角对巷道围岩稳定性的影响。图[31]表[5]参[69]

关键词：全断面岩石掘进机(TBM) 围岩稳定性数值计算工程原位监测非均匀荷载巷道

城市地铁浅埋暗挖隧道初期支护结构受力特征及围岩稳定性研究

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城市地铁浅埋暗挖隧道初期支护结构受力特征及围岩稳定性研究

作者：郭小娜安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着我国城市规模的不断扩大和经济建设的飞速发展,城市化问题越来越严重,轨道交通在解决城市交通问题中扮演重要的角色。目前国内外城市地铁地下隧道施工多以盾构法施工法为主,但对特殊地段和部位因施工环境所限,采用浅埋暗挖工法施工... 详细信息

随着我国城市规模的不断扩大和经济建设的飞速发展,城市化问题越来越严重,轨道交通在解决城市交通问题中扮演重要的角色。目前国内外城市地铁地下隧道施工多以盾构法施工法为主,但对特殊地段和部位因施工环境所限,采用浅埋暗挖工法施工的隧道工程也为数不少。与盾构法施工相比,浅埋暗挖隧道施工具有上覆岩土层薄,对地面环境影响大,围岩受力复杂,安全隐患多等特点。因此,开展本论文研究,对指导工程安全施工具有重要的理论意义和应用价值。论文以合肥地铁2号线的某一隧道断面为研究背景,采用隧道理论计算、有限元数值模拟分析和监测数据分析相结合的方法,对浅埋暗挖隧道结构的支护受力特征和围岩稳定性等方面进行了研究,研究的主要内容和成果如下:1根据国内外研究的现有资料,对隧道围岩变形和支护结构的公式推导,确定地铁浅埋暗挖隧道的围岩压力,以及隧道衬砌结构受力大小及特征。2通过大量的工程实例并结合理论推导,得出支护结构在围岩压力作用下的计算公式适用于浅埋暗挖隧道。并应用合肥地铁工程实例进行对理论公式进行验算校核。3通过建立二维数值模型模拟CRD法和双侧壁导坑法施工,对比分析此两种方法比较不同施工方法的隧道开挖时地表沉降变化,初期支护的内力特征和位移规律,提取隧道模型的计算结果,以及在不同工法开挖下引起的隧道的变形隧道初期支护下的轴力和弯矩、水平收敛位移、拱顶下沉位移、隧底隆起位移,分析变化规律,得出初步结论。4二维数值模型模拟CRD法和双侧壁导坑法施工,提取结果以围岩位移场、应力场和初期支护结构内力值。对CRD法和双侧壁导坑法这两种施工方法对比分析,发现这两种方式在位移场控制方面差别不是很大,但在围岩应力场和支护结构内力方面,双侧导坑法优于CRD法。5通过建立浅埋暗挖隧道施工的三维数值模型,并与监测数据进行对比分析,得出此种结构的地表沉降规律,初期支护的受力特征和洞内净空收敛、拱顶沉降和地面沉降的变化规律,可指导类似隧道工程的施工。6通过实际监测数据和数值模拟结果的对比分析,得出三维数值模拟结果是合理的,以及在开挖时期对开挖尺度和开挖进度的控制,并做到边开挖边支护的保护措施。各项位移的规律和最大位移值基本是吻合的,说明了数值模拟的结果是正确合理的。

关键词：隧道浅埋暗挖初期支护监控测量 CRD法双侧壁导坑法围岩稳定性

浅埋超大断面隧道管幕冻结施工冻土帷幕形成规律研究

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浅埋超大断面隧道管幕冻结施工冻土帷幕形成规律研究

作者：郭轲安徽理工大学

学位级别：硕士

本论文以拱北隧道“管幕冻结法”为研究背景,采用现场监测和数值模拟相结合的方法对隧道积极冻结期冻结温度场的发展变化规律展开了相关的研究。(1)根据拱北隧道现场监测的冻结管去、回路温度变化、实顶管管内温度数据、空顶管管内温度... 详细信息

本论文以拱北隧道“管幕冻结法”为研究背景,采用现场监测和数值模拟相结合的方法对隧道积极冻结期冻结温度场的发展变化规律展开了相关的研究。(1)根据拱北隧道现场监测的冻结管去、回路温度变化、实顶管管内温度数据、空顶管管内温度数据以及土体测点温度数据,对隧道积极冻结期冻结温度场变化进行了分析,得出了不同顶管管内温度和土体温度的发展变化规律。(2)利用ABAQUS有限元软件在考虑土体潜热的基础上,构建了隧道的二维平面模型,计算了拱北隧道典型参数下的冻结温度场变化过程,根据计算结果,分析了隧道积极冻结期内不同土层中顶管及其周围土体的冻结温度场变化规律,同时比较了相同地层顶管两侧冻土帷幕厚度和冻土温度的变化,得出了相关结论,最后将有限元计算结果与现场监测温度数据进行比较,验证了有限元计算的可靠性。(3)由于隧道冻结过程中,冻结温度场容易受到外界因素的干扰,因此考虑了初始地温、圆形冻结管盐水温度、异形冻结管盐水温度、圆形冻结管管间距,四个因素的变化对隧道冻结温度场的影响,通过有限元软件计算分析了单因素影响和多因素正交影响下,隧道积极冻结期冻结温度场的发展变化规律,得出了各因素对不同顶管处冻土帷幕和冻结温度影响的大小关系。图[41]表[30]参[49]

关键词：管幕冻结法现场监测冻土帷幕温度场

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重复采动条件下老采空区地质稳定性研究

重复采动条件下老采空区地质稳定性研究

作者：李阳安徽大学

学位级别：硕士

近年来,煤矿采空区的探测与研究是地球物理勘探研究的热点,也是煤矿安全生产和矿区环境综合治理的保障。针对基础地质资料的缺乏,重复采动条件下老采空区的复杂性和无规律性的特点,国内外目前还没有形成成熟的理论体系,因此开展综合地... 详细信息

近年来,煤矿采空区的探测与研究是地球物理勘探研究的热点,也是煤矿安全生产和矿区环境综合治理的保障。针对基础地质资料的缺乏,重复采动条件下老采空区的复杂性和无规律性的特点,国内外目前还没有形成成熟的理论体系,因此开展综合地球物理探测在复杂采空区应用与研究以及对矿区环境综合治理有着重要意义。本文在国内外煤矿采空区探测现状与理论研究的基础上,收集大量基础资料,总结理论方法,研究分析了老采空区形成的原因及特征。以大通采煤采空区地质稳定性评价为目的,对研究区进行了室外实地调研、综合地球物理勘探、浅层钻探、地表土壤养分评价,室内借助实验分析,从多角度对老采空区进行分析与研究,得到了以下几个方面的认识：(1)受小煤窑后期重复扰动的影响,老采空区发生活化,上覆岩体易发生破碎塌落以及地表二次移动变形,使该区域地质稳定性降低以及地表沉陷,而原有岩层的完整性与连续性被破坏导致的地球物理特征的变化又是综合地球物理勘探的理论前提。(2)通过工程实例,发现以瞬变电磁法与并行网络电法电法测线布设相互补充,浅层二维地震对探测结辅以验证的综合物探方法对老采空探测取得了满意的结果。(3)综合地球物理探测结果表明,研究区视电阻率分布在不同测线剖面的垂直和水平方向上都有显著差异。垂直方向上,150m以浅区域高阻区相对集中,而深部区域高阻区分布不连续且阻值低于浅部,呈高低阻交错的形态;水平方向上,高阻区主要分布在研究区中东部。二维地震勘探反射波剖面显示的异常区域与电法、瞬变电磁法探测一致。三种物探方法相互印证,优势互补,提高了探测成果的可靠性。在成果解释过程中采取以瞬变电磁法和并行电阻法反演成果为主,二维地震勘测结果为辅的综合解释模式,为类似采空区探测提供借鉴。(4)对研究区第四系黏土层研究表明,黏土层为微-极微透水性土层,且厚度稳定,可有效阻隔地表水对地下水的补给,为沉陷区湿地生态系统构建提供有力条件。研究区表层土壤养分评价表明,采空区塌陷造成地表沉陷引发的水土流失加剧是造成研究区土壤养分空间差异的主要原因,土壤养分东高西低,与地表沉陷有一定的空间相关性,通过地表土壤养分评价也可间接反映地质稳定性状况。(5)地质稳定性综合评价结果表明,由于小煤窑的重复扰动影响,研究区中部、东部老采空区易发生活化,属于塌陷不稳定区;其余未受小煤窑采动影响的部分,经过长时间的残余沉降以及上覆岩层的压密,老采空区基本稳定,属于塌陷稳定区。

关键词：老采空区综合地球物理勘探瞬变电磁法网络并行电法二维地震地质稳定性

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隧道下穿采空区围岩变形规律及控制效果分析

隧道下穿采空区围岩变形规律及控制效果分析

作者：黄海涛安徽建筑大学

学位级别：硕士

为了研究高铁隧道下穿采空区段围岩变形规律,本文以太（原）焦（作）高铁皇后岭隧道项目为工程依托,采用岩土试验、数值计算和现场监测等方法,对隧道穿越采空区段时围岩的变形规律和初期支护结构的受力状态进行了深入研究,主要工作内容... 详细信息

为了研究高铁隧道下穿采空区段围岩变形规律,本文以太（原）焦（作）高铁皇后岭隧道项目为工程依托,采用岩土试验、数值计算和现场监测等方法,对隧道穿越采空区段时围岩的变形规律和初期支护结构的受力状态进行了深入研究,主要工作内容和研究成果如下:1、根据隧道勘探资料,确定了隧道施工范围内采空区的分布情况,并进行了详细划分,系统介绍了采空区与隧道在空间位置上的关系。2、开展岩土物理力学试验,分析了黄土的结构组成、物理特性、灰岩的孔隙特征;开展了黄土抗剪强度试验和灰岩的单轴抗压强度试验,得出数值模拟所需基本参数,阐明了隧道洞身穿越的主要岩层的基本特性。3、针对连续倾斜采空区,开展了三维数值模拟试验研究,以采空区距离隧道净距为特征因子,分析了采空区距离隧道不同高度工况下隧道围岩变形与支护结构承载的变化规律和采空区对隧道的影响高度,获得了采空区对隧道的有效影响范围约为1.7D（D为隧道水平洞径）。4、以实际工程情况为基础,对隧道穿越复杂连续煤矿采空区的数值模型进行了调整,设计多种方案,提出拱顶位移控制率定量评价指标,分析讨论了不同围岩强度和不同支护强度对隧道围岩的稳定性和初期支护承载的影响。通过对比分析得出:隧道围岩稳定性受围岩强度等级影响明显,随着围岩强度等级的降低,拱顶位移呈指数式增长;隧道拱顶位移随着支护强度的增大,位移不断减小,呈现一定的比例关系。5、开展了现场监测试验,监测了隧道典型断面围岩变化,提出了采空区高度位移影响率、拱架轴力分散率和围岩接触压力分布离散率等定量评价指标,明确了隧道开挖后的变形特性。研究结果表明:隧道最大变形发生在拱顶处,上台阶开挖引起的变形值占最终稳定变形值比例最大,各监测断面拱顶位移最大值为20～30mm,均未超过设计变形允许值;采空区对隧道的影响范围大约为26m,与数值计算结果的1.7D基本吻合;钢拱架受力为全环压应力,整体分布呈现“上大下小”、“不均匀对称”的特点,受力最大位置出现在拱顶和右拱肩位置,并且拱架受力随着掌子面的远离,其轴力变化速率呈现出逐步减少的趋势。采空区段围岩接触压力非对称现象显著,而常规段围岩接触压力近似对称分布,两种工况的差异性主要体现在拱架上部弧形段。随着监测断面远离开挖面,不同部位测点的围岩接触压力增加幅度不一致。图[53]表[23]参[47]

关键词：高铁隧道下穿采空区数值计算现场监测评价指标

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煤层开采地表动态沉降预测模型及其参数研究

煤层开采地表动态沉降预测模型及其参数研究

作者：熊伟安徽理工大学

学位级别：硕士

以随机介质理论为基础的概率积分法主要用于煤层开采地层稳定后的移动变形预计,而在实际开采过程中,地表移动变形是随时间和空间的动态变化过程,期间仍可能对地表建(构)筑物和生态系统造成危害。因此,研究采动地表动态沉降规律及其理论... 详细信息

以随机介质理论为基础的概率积分法主要用于煤层开采地层稳定后的移动变形预计,而在实际开采过程中,地表移动变形是随时间和空间的动态变化过程,期间仍可能对地表建(构)筑物和生态系统造成危害。因此,研究采动地表动态沉降规律及其理论预测模型,对工作面优化设计、开采方式选取、地表建(构)筑物保护措施制定,以及地表损害程度评定等均具有十分重要的意义。本文以鲁西、两淮矿区郭屯煤矿及淮南某矿煤层开采地表动态沉陷为研究对象,采用理论分析、现场监测相结合的综合研究方法,构建煤层开采引起的地表动态沉降预计模型,通过监测结果验证其合理性,分析预计模型参数对沉降的影响。论文完成的主要研究工作如下:(1)根据煤层开采地表动态沉降规律,统计了20种不同类型的时间函数预计模型,通过绘制20种时间函数模型的地表动态沉降曲线、沉降速度曲线和沉降加速度曲线,总结分析了其在模型函数表达式、参数个数、参数物理意义及求解、模型精度等方面的优缺点,为采动地表动态沉降预测提供模型参考。(2)从地表沉降加速度角度出发,构建了符合地表动态沉降规律的微分方程,并基于传统Knothe时间函数假设,建立了一种新的时间函数模型,该模型仅含一个模型参数,且其描述的地表动态沉降、沉降速度和沉降加速度规律与实际开采情况一致,结合工程经验和双介质法给出了函数模型参数的确定方法。(3)分别以山东郭屯矿1301、淮南某矿110801工作面随机四个地表监测点现场实测数据为依据,对比分析了改进的Knothe时间函数模型和传统的Knothe时间函数模型的预计精度。结果表明:郭屯矿1301工作面采用改进的时间函数模型曲线拟合精度平均为0.973,相对预计误差平均为6.47%,远优于传统的Knothe时间函数模型的0.689及22.34%;淮南某矿区110801工作面,各监测点实测值拟合精度均在0.99以上,时间函数模型预测值与实测值的平均标准误差为28mm,相对误差为2.72%。从而验证了本文构建的时间函数模型的精确性及适用性。(4)采用本文提出的地表动态沉陷时间函数预测模型,综合考虑开采速度、基岩层厚度、松散层厚度、基岩层充分采动角及松散层充分采动角等5种不同影响因素,获得了该5种影响因素对地表沉陷影响敏感性为:基岩层厚度>开采速度>松散层厚度>基岩层充分采动角>松散层充分采动角。图[45]表[9]参[83]

关键词：地表动态沉降沉降加速度时间函数模型现场实测影响敏感性

基于复变函数方法的浅埋圆形隧道围岩变形与应力理论解研究

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基于复变函数方法的浅埋圆形隧道围岩变形与应力理论解研究

作者：李阿康安徽建筑大学

学位级别：硕士

近年来,随着我国城市化建设的快速发展,城市轨道交通以其较少占用城市土地资源,不对地表建筑造成破坏,且能够短时间快速有效的运输大量乘客等主要特点,已经成为解决城市交通问题的首要选择。在城市中修建地铁隧道,由于隧道的埋深较浅,... 详细信息

近年来,随着我国城市化建设的快速发展,城市轨道交通以其较少占用城市土地资源,不对地表建筑造成破坏,且能够短时间快速有效的运输大量乘客等主要特点,已经成为解决城市交通问题的首要选择。在城市中修建地铁隧道,由于隧道的埋深较浅,往往容易受密集地表建筑物荷载的影响。由于含孔洞半无限平面属于半无限多连通域,因此采用解析的方法分析研究浅埋隧道的围岩应力和变形较为困难。目前,关于地表荷载及洞周面力作用下的浅埋圆形隧道围岩变形和应力的理论研究有所欠缺。本文基于弹性力学复变函数理论研究了在地表荷载及洞周面力作用下的浅埋圆形隧道的力学问题。利用复变函数共形变换原理将含孔洞的半无限平面映射为单位同心圆环并结合复变函数在圆环域内的解析性将解析函数在圆环域内展开为Laurent级数。为求出映射域内解析函数的Laurent级数系数,采用复变函数的逼近原理和Fourier级数变换的方法处理地表及洞周应力边界条件。通过理论计算结果与有限元数值模拟软件和实测资料的数据对比分析,验证了本文理论的真确性和适应性。最后通过共形映射及厚壁圆环受均布荷载的弹性解析解研究了地表均布荷载作用下浅埋圆形隧道的弹塑性复变函数解。主要研究内容及成果包括:（1）基于弹性力学的复变函数理论研究了在地表存在竖向荷载作用下的浅埋圆形隧道的复变函数解。首先利用复变函数共形变换原理将含孔洞的半无限平面映射为单位同心圆环并结合复变函数的在圆环域内的解析性将解析函数在圆环域内展开为Laurent级数。然后采用复变函数的逼近原理以及复变函数的Fourier级数变换的方法处理地表应力边界条件。最后通过理论计算与数值模拟结果进行对比验证了理论的准确性,并分析了地面荷载作用范围对围岩应力分布及位移的影响。（2）基于Park变形模式下的隧道衬砌变形边界条件和围岩与衬砌协调变形条件,分别给出了衬砌域内任意内边界变形条件下的复变函数解和任意隧道面力下围岩域内的复变函数解。通过理论计算与数值模拟结果的对比分析,验证了理论推导的正确性。并选取了两条隧道的地表实测资料与本文理论计算进行对比分析,验证理论的适用性。（3）基于复变函数共形映射原理,将考虑支护压力和地表受均布荷载作用下的半无限平面力学问题映射为单位同心圆环内外边界受均布荷载力学问题。通过厚壁圆环受均布荷载的弹性解析解并结合Mohr-Coulomb屈服准可求得映射域内围岩的弹塑性应力分布及塑性区的范围。最终通过映射函数得到地表受均布荷载的含孔洞半无限平面的弹塑性应力分布及塑性区的范围。并通过理论计算与MASSINAS的研究对比,验证了理论计算方法的有效性。本文计算方法能够快速估算浅埋隧道的塑性区和周围的应力分布,为计算隧道施工中围岩弹塑性范围及应力提供了估算方法。

关键词：浅埋隧道复变函数方法地表荷载衬砌变形弹塑性分析

淮安东站深基坑不同分区开挖顺序对围护结构和地表沉降影响分析

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淮安东站深基坑不同分区开挖顺序对围护结构和地表沉降影响分析

作者：张迟安徽建筑大学

学位级别：硕士

新世纪以来,高速铁路让城市与城市之间实现同城化,让现代城市之间的概念发展为“城市圈”,很大程度上平衡了经济圈、交通圈,城市区域经济得到了快速发展,高铁车站同样是最大化利用地下空间的基本标志。车站基坑的稳定性对工程安全有重... 详细信息

新世纪以来,高速铁路让城市与城市之间实现同城化,让现代城市之间的概念发展为“城市圈”,很大程度上平衡了经济圈、交通圈,城市区域经济得到了快速发展,高铁车站同样是最大化利用地下空间的基本标志。车站基坑的稳定性对工程安全有重大影响,深基坑的建设需要在复杂的环境中进行,在这种复杂的环境中,有必要确保基坑开挖的顺利进行,并且不会损害共同建造的高架高铁车站的安全性和稳定性。本文以淮安东站交通枢纽深基坑工程作为研究背景,将工程实际测量数据与MIDAS GTS NX有限元软件数值模拟分析进行比较,充分结合先前学者的研究成果和理论基础,对该项目施工实践中相关变形位移规律给与总结,以及不同分区开挖顺序过程中围护结构位移与地表沉降规律进行深度分析对比。采取科学合理的开挖顺序方案可以大幅度缩短建筑工期、工程造价以及加快施工进度,通过本文的研究可以对淮安软土地区接下来的基坑工程提供有价值的参考,本文主要工作与结论如下:(1)介绍了基坑开挖导致的围护结构位移、周围地表沉降以及基坑底部隆起等变形原因以及相应位移常用的计算方法,同时介绍了常用支护结构类型的性能和计算理论,提出了几种基坑变形的控制措施;(2)选取基坑重点监测点位数据整理分析得到:围护结构最大水平位移刚开始处在桩顶,基坑开挖初期围护结构并未发生过多的整体变形,水平位移变化表现为“凹”形,中下部凸、两端较小,最大侧移17.74mm,地面下8m处为最大水平位移处;(3)地表沉降值都随远离基坑边缘表现出先增大而后减小的变化规律,地表沉降曲线由类似“三角形”慢慢转变成为“凹槽形”,地表最大沉降发生的位置会慢慢固定在距基坑边缘大约10m处,最大沉降值10.26mm;支撑梁和环撑轴力都会出现缓慢上升的趋势,两层混凝土支撑轴力皆处于安全范围内,基坑整体开挖处于安全可控局面;(4)将模拟计算所得数据整理后与现场测量值比较分析,发现两者之间存在些许误差,基坑开挖支护过程极为复杂,天气、附近施工荷载等因素干扰客观存在、无从避免,整体来看模拟结果能将基坑变形的基本趋势准确的体现出来;基坑周边地表沉降监测值,Peck公式计算值与数值模拟值三个对比分析,其中Peck理论计算曲线与数值模拟地表沉降影响范围大致相同,曲线变化的趋势整体上满足于监测值,表明Peck曲线与数值模型可以获得相对较高的准确度;(5)基于基坑采取盆式开挖,在一定预留土体宽度范围内,地表沉降量与围护结构侧移这两项指标会随着宽度增加而逐渐减小,综合各种因素考虑预留土体宽度40m可以作为该工程盆式开挖最佳长度;(6)不同开挖卸载路径将引起差异化基坑变形特征,开挖顺序方案采取从中间圆形环撑向基坑四角区域开挖时,围护结构最大水平侧移比原方案减小约11%,地表最大沉降量减小约2.46 mm,表明此方案具有一定的合理性。图[48]表[6]参[65]

关键词：深基坑监测位移数值模拟

逆作法施工深基坑地连墙与柱及柱与柱差异沉降规律研究

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逆作法施工深基坑地连墙与柱及柱与柱差异沉降规律研究

作者：胡春杰安徽建筑大学

学位级别：硕士

在国内经济快速发展的大环境下,合肥地区的发展也极为迅速,大型的民用建筑、商业建筑、公用建筑、地铁都在如火如荼的建设中。往往建筑的规模越大,相应的基坑规模也就越大。当基坑在周边环境复杂、基坑形状不规整、地质条件特殊的情况下... 详细信息

在国内经济快速发展的大环境下,合肥地区的发展也极为迅速,大型的民用建筑、商业建筑、公用建筑、地铁都在如火如荼的建设中。往往建筑的规模越大,相应的基坑规模也就越大。当基坑在周边环境复杂、基坑形状不规整、地质条件特殊的情况下,该基坑的施工难度将大大提高,对基坑的施工工艺也会提出更高的要求。这类基坑在施工过程中基坑的围护结构、基坑周边土体的变形规律可能会有一定程度的不同,相比于一般的基坑,这样的基坑更具有研究意义。本文以合肥新交通大厦深基坑工程为研究背景,该深基坑位于地铁1号线与2号线交界处,并且大厦基坑与两条地铁车站基坑共用地连墙,施工条件复杂。通过查阅相关资料,运用MIDAS GTS/NX建立三维数值模型分析,并与整理的监测数据对比分析,着重研究了柱与柱以及柱与地连墙之间的差异沉降变形规律,并对地连墙侧向水平位移以及基坑外地表沉降变化规律进行分析。通过本文的研究旨在对类似的工程做出指导,本文主要工作与结论如下:1.总结前人关于基坑工程的研究成果,分析总结了逆作法施工地下结构以及土的变形机理、逆作法的施工原理和优点。2.采用逆作法施工时,地连墙与柱以及相邻两柱之间的差异沉降量均较小,最大差异沉降值远小于20mm,且小于1/400柱距。研究表明逆作法施工工艺对竖向结构之间的差异沉降起到很好的控制作用。3.差异沉降与结构刚度有密切联系,且与结构刚度成反比关系。因此,在施工过程中应充分重视出土口处和地铁基坑侧的柱的沉降,必要时可适当增加支护,有利于减小差异沉降。4.在距离基坑边缘一定范围内,地表沉降是先增大后减小的,沉降曲线整体呈“勺”状,随着工况,地连墙的最大侧向水平位移的位置由最初的墙顶逐渐下移,最后呈现两边小中间大的“弓”状。5.模拟与实测分析结果对比表明:模拟与实测分析结果接近,虽然存在数值上的偏差,但整体变化趋势相似,从而验证数值模拟的真实性。

关键词：深基坑逆作法差异沉降数值模拟实测

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下伏煤层开采前后上覆巷道围岩稳定性研究

下伏煤层开采前后上覆巷道围岩稳定性研究

作者：徐佩宽安徽理工大学

学位级别：硕士

本文以潘三矿17101(3)高抽巷和11-2煤层的开采采场之间的相互关系为研究对象,深入研究了下伏煤层开采前后上覆巷道围岩稳定性影响。在下伏17101(2)煤层开采过程中,采用激光测距仪、多点位移收敛计和空心包体应力测量计等量测方法,现场... 详细信息

本文以潘三矿17101(3)高抽巷和11-2煤层的开采采场之间的相互关系为研究对象,深入研究了下伏煤层开采前后上覆巷道围岩稳定性影响。在下伏17101(2)煤层开采过程中,采用激光测距仪、多点位移收敛计和空心包体应力测量计等量测方法,现场测试了17101(3)高抽巷围岩变形、松动圈范围、围岩应力的变化规律,并通过有限差分数值模拟软件FLAC3D对下伏煤层开挖前后上覆巷道围岩应力的模拟,得出了下伏17101(2)煤层的开采对上覆17101(3)巷道的变形和破坏影响程度的大小。通过现场试验得出每个测点都由两个主应力方向接近水平方向,另一个主应力方向接近垂直方向;该矿区的最大主应力大致方向为南偏西25°;测点标高处的竖直约为15.25MPa,最大主应力的平均值为21.62MPa,该矿区的地应力场是以水平构造应力为主。下伏煤层开采后的平均最大主应力为20.87Mpa,与下伏煤层开采前平均最大主应力21.62MPa相比,最大主应力降低了3%,通过FLAC3D模拟得到下伏煤层开采前巷道两侧帮最大主应力平均值为22.17MPa,下伏煤层开采后巷道两侧帮最大主应力的平均值为21.63MPa,最大平均主应力下降了2.4%,与模拟结果基本上相符;巷道顶板下降最大位移为258mm,数值模拟的结果为巷道的顶板位移值为280mm,二者的结果基本上相符;围岩松动圈的最大松动位移为12.9mm。现场测试和模拟结果的对比分析说明下伏煤层的开采对上覆巷道的围岩稳定性影响较大,应该对巷道的支护进行进一步的加固。

关键词：地应力巷道变形围岩松动圈有限差分软件