大高差联络通道冻结法施工对隧道及地表影响研究

作     者：阴悦 

作者单位：中国矿业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：岳丰田

授予年度：2018年

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：大高差 冻胀 温度场 位移场 应力应变 

摘      要：城市立体交通的快速发展,随之伴生的安全问题得到了着重考虑,其中地铁隧道联络通道的产生为安全问题的解决提供了可靠的方法。因为地铁隧道在空间上的位置关系不同,使得联络通道在布置形式上存在高差。不同的布设形式,在冻结法施工时产生的冻胀对不同隧道的影响也常常不同。本文依托武汉市轨道交通7号线一期工程香港路站阳路站区间隧道联络通道的冻结法施工,通过数值模拟和物理模型试验相结合的方法对该工程案例进行详细研究,对今后类似的工程设计与施工提供了参考。首先,利用有限元软件进行数值模拟。选取典型参数进行研究,分析了冻结壁的平均温度和平均厚度;接着分析了隧道衬砌的受力和变形规律以及对地面产生的影响。选取初始地温,分期冻结起始时间差,隧道埋深和隧道高差进行单因素试验,研究这些因素对隧道衬砌的受力变形影响;通过正交试验得出各因素对隧道受力变形的影响性大小。其次,基于相似理论开展物理模拟实验。对工程原型进行模化设计并进行整个冻结试验,得到温度场、位移场与应力应变场的试验数据,分析研究隧道衬砌的受力与变形规律。最后,对有限元数值计算和模型试验得出的结论进行对比验证,通过定性分析手段综合分析整个冻结工程的普适性,并对后续工作提出研究展望。