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深厚填土区竖井结构稳定性控制研究

深厚填土区竖井结构稳定性控制研究

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作者：蒋华军重庆交通大学

学位级别：硕士

随着国家经济快速发展,国家对公路隧道等基础设施的投资逐年增加,隧道竖井工程作为隧道工程不可或缺的重要部分其施作数量与规模亦逐年增大,工程地段岩土体越发复杂,这也使得竖井结构的稳定性控制愈发困难。竖井的稳定性与施工密切相关... 详细信息

随着国家经济快速发展,国家对公路隧道等基础设施的投资逐年增加,隧道竖井工程作为隧道工程不可或缺的重要部分其施作数量与规模亦逐年增大,工程地段岩土体越发复杂,这也使得竖井结构的稳定性控制愈发困难。竖井的稳定性与施工密切相关,控制竖井的稳定性至关重要。深厚填土层、深厚岩层等这类工程的施工中,合理控制竖井周围填土体的变形对竖井支护结构稳定性具有重要意义。本文依托重庆轨道交通15号线西南政法站附属2号风亭以及18号线小什字站13号出入口工程施工方案以及现场监测数据等资料,通过现场调查、理论分析及数值模拟等多个方法和技术手段相结合,开展深厚填土和深厚岩层竖井结构侧向压力分布规律、不同地段支护结构选取及优化和填土沉降控制等问题的研究,本文的主要工作如下:(1)对轨道交通15号线西南政法站附属2号风亭以及18号线小什字站13号出入口工程深厚填土层及深厚岩层竖井施工采用数值分析,发现计算结果明显小于实际监测数据,随后对深厚填土层的变形参数开展反演研究,发现深厚填土层弹性模量反演至1.24MPa、深厚岩层弹性模量反演至480MPa时通过数值模拟得到竖井支护结构位移与实际监测数据吻合度较高;(2)探讨了深埋竖井下库伦和朗肯公式的适用性;基于SMP强度准则推导了非极限条件下的深厚填土层支护结构土压力计算方法,发现基于SMP强度准则下的土压力计算方法能较好反映深厚填土层支护结构侧向压力分布规律,但仍有出入;讨论了土体位移比系数η对土压力分布规律的影响并确定其取值范围,发现土体位移比η为0.7<η<0.85时理论计算值与数值模拟值吻合度最高;(3)结合竖井施工过程的应力响应,对竖井施工过程中的临时内支撑进行支护优化分析(取消中间两道内支撑),发现优化可行,优化后可增大施工面积,方便了施工;针对提高深厚填土层稳定性的控制措施进行了分析比较研究,发现取消中间两道内支撑后竖井结构仍在安全范围内,增加注浆厚度对填土层控制最佳,增加锚杆长度次之,增大锁口断面尺寸最弱。

关键词：竖井施工稳定性分析数值模拟支护选取优化沉降监测与预警

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