检索结果-南通市图书馆

作者：刘炽长安大学

学位级别：硕士

管片作为盾构隧道的主要受力构件，在施工和运营过程中承担着盾构机的顶推力、围岩压力、注浆压力和地下水压力等，是隧道防水、防火和耐久性等综合性能的保证。受施工工艺、运营荷载及所处运营环境的影响，管片可能出现空洞、裂缝、破... 详细信息

管片作为盾构隧道的主要受力构件，在施工和运营过程中承担着盾构机的顶推力、围岩压力、注浆压力和地下水压力等，是隧道防水、防火和耐久性等综合性能的保证。受施工工艺、运营荷载及所处运营环境的影响，管片可能出现空洞、裂缝、破损、错台、上浮等病害。为保证隧道的安全性，总结空洞及注浆对隧道结构的影响规律，本文通过理论推导、数值分析和现场监测等方法，对病害管片的安全性进行验算，并建立地层—结构模型，分别对管片背后空洞及壁后注浆的四种不同工况进行分析，结合工程实例，得出如下结论：1对隧道的力学状态进行模拟，得出结构的轴力、弯矩等参数，并编写安全系数计算程序，计算管片各截面安全系数，根据安全系数、承载能力和裂缝宽度评判结构的安全性。而后采用solid65单元对管片裂缝的开展规律进行了研究，研究表明：当荷载大小处于2.5倍设计荷载和4倍设计荷载之间时，裂缝数量与荷载的关系接近S曲线。2对不同工况的空洞进行模拟，分析空洞对隧道结构的影响，得出：对于相同尺寸不同位置的空洞，当其位于隧道中部附近时，对结构的力学状态影响最大;对于相同位置不同尺寸的空洞，当空洞尺寸大于0.5*0.5m时，安全系数低于规范要求，且此后安全系数降低较快，当空洞大于1.5*1.5m时，结构破坏。3基于修正的达西定律推导了粘性土中浆液的半球面扩散公式，结合数值模拟，得出：对于相同压力不同部位的注浆，管片顶部与底部的注浆对管片力学形态影响较大;对于相同位置不同压力的注浆，随着注浆压力的减小，轴力、弯矩和管片上浮位移量均减小，当注浆压力为0.3MPa时，管片的轴力、弯矩与设计工况相当，仅控制截面发生小角度的旋转。4通过现场监测成果与模拟结果的对比分析得出：地表位移的模拟结果与工程实际相差较大，而管片位移与模拟结果一致，仅量值存在较小差异。而后改变模拟方法，获得较好效果。

关键词：盾构隧道管片病害安全系数裂缝背后空洞应力集中系数壁后注浆影响规律

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复合地层盾构隧道管片施工病害特征及成因分析

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岩土工程学报 2019年第4期41卷 683-692页

作者：苏昂王士民何川卢岱岳方若全西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031

上软下硬复合地层盾构隧道施工,极易发生管片裂损病害,对盾构隧道长期安全影响显著。以某地铁盾构隧道为依托,针对施工阶段管片裂损情况进行了大量现场调查,总结归纳了管片裂损分布规律及裂损特征。在此基础上,采用理论分析和扩展有限... 详细信息

上软下硬复合地层盾构隧道施工,极易发生管片裂损病害,对盾构隧道长期安全影响显著。以某地铁盾构隧道为依托,针对施工阶段管片裂损情况进行了大量现场调查,总结归纳了管片裂损分布规律及裂损特征。在此基础上,采用理论分析和扩展有限单元法,系统分析了管片裂损的成因机制。研究结果表明:盾构隧道管片衬砌裂损按照所占比例由大到小依次为环向区域性剥落、纵向裂纹、边角部裂损,环向区域性剥落和纵向裂纹属于结构性裂损,边角部裂损属于材料性裂损。纵向裂纹与千斤顶推力和接触面不平整有关,其产生及扩展多沿千斤顶推力分界面分布,裂纹扩展是能量积累—释放的往复过程,表现出台阶式渐进递增的特点,开裂机制为受拉破坏。环向区域性剥落与环间错台有关,与榫槽径向允许位移量8 mm相等的错台高差是管片发生环向区域性剥落的临界值。在上软下硬复合地层采用错缝拼装进行盾构隧道施工时,应避免使用带榫管片或减小管片榫槽深度。

关键词：盾构隧道上软下硬地层不良施工荷载错台管片病害

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复杂地质条件下隧洞预制管片施工病害机理及加固研究

复杂地质条件下隧洞预制管片施工病害机理及加固研究

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作者：郭强西安理工大学

学位级别：硕士

随着我国基础设施建设的不断完善,我国在隧洞工程研究领域取得了飞速发展。但是,隧洞工程在复杂地质条件下施工时,地质条件变更不仅影响隧洞的正常施工,而且会导致衬砌管片超载从而使隧洞结构产生更加严重的破坏。因此,针对复杂地质条... 详细信息

随着我国基础设施建设的不断完善,我国在隧洞工程研究领域取得了飞速发展。但是,隧洞工程在复杂地质条件下施工时,地质条件变更不仅影响隧洞的正常施工,而且会导致衬砌管片超载从而使隧洞结构产生更加严重的破坏。因此,针对复杂地质条件下隧洞衬砌管片病害机理及加固措施的研究具有重要的工程意义。本文基于西北地区某引水隧洞衬砌管片病害问题,针对施工期间地质条件变更导致原设计衬砌管片开裂问题,提出采用系统锚杆对围岩进行主动加固,并对加固方案进行合理性评价。针对活动断层区域衬砌管片错台及开裂问题,对正断层发生不同错动位移时衬砌管片结构的受力变形规律进行分析。针对特殊大变形软岩地段重型管片开裂及结构性破坏问题,对特殊软岩大变形发生机理进行分析,并对原设计支护方案进行优化变更,最后对变更方案进行合理性评价。主要工作及结论如下:(1)针对施工期间地质条件变更导致原设计衬砌管片开裂的病害问题,本研究提出采用系统锚杆对缺陷管片附近围岩进行主动加固,并对加固方案进行安全富余度评价。结果表明,轻型管片支护下原设计围岩等级由Ⅲ类调整为Ⅳ类时,采用系统锚杆加固后,衬砌管片结构富余度较混凝土设计值均大于31.41%;轻型管片支护下原设计围岩等级由Ⅲ类调整为Ⅴ类时,采用系统锚杆加固后,衬砌管片结构富余度较混凝土设计值均大于38.22%;中型管片支护下原设计围岩等级由Ⅳ类调整为Ⅴ类时,采用系统锚杆加固后,衬砌管片结构富余度较混凝土设计值均大于20.10%,可知加固方案效果显著。(2)当隧洞穿越活动性正断层区域时,衬砌管片结构在断层破碎带位置容易发生错台变形,且断层错动对主动盘区域衬砌管片变形影响范围约为被动盘区域衬砌管片影响范围的两倍。随着断层错距的增大,衬砌管片结构首先在仰拱和拱腰位置发生压碎破坏,然后在拱顶位置发生拉裂破坏,破坏模式为张-挤压破坏型。(3)针对特殊软岩大变形导致重型管片开裂及结构性破坏问题,本研究认为该地段围岩大变形发生机制为软弱围岩和高地应力共同作用下围岩产生挤压变形破坏,并建议采用长锚杆、封闭钢拱架、仰拱回填混凝土、现浇钢筋混凝土衬砌等组成的支护体系对原设计支护方案进行优化变更。在变更支护方案计算评价中衬砌结构富余度较混凝土设计值均大于53.30%,较混凝土标准值均大于66.72%,证明该变更方案合理可行。

关键词：衬砌管片地质变更管片病害系统锚杆大变形软岩

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基坑开挖引起既有盾构隧道变形规律和理论计算方法研究

基坑开挖引起既有盾构隧道变形规律和理论计算方法研究

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作者：张凯湖南大学

学位级别：硕士

基坑在施工过程中会对周围土体造成扰动,从而导致邻近盾构隧道产生一定的变形,严重时甚至还会出现隧道管片渗漏水、掉块、开裂等病害,影响隧道运营安全。在基坑工程中准确掌握基坑开挖引起的周边土体位移模式,探明既有盾构隧道的变形规... 详细信息

基坑在施工过程中会对周围土体造成扰动,从而导致邻近盾构隧道产生一定的变形,严重时甚至还会出现隧道管片渗漏水、掉块、开裂等病害,影响隧道运营安全。在基坑工程中准确掌握基坑开挖引起的周边土体位移模式,探明既有盾构隧道的变形规律,合理地减小对既有盾构隧道的影响程度,从而制定科学的隧道保护方法,对保证盾构隧道结构安全十分重要。本文基于某综合交通枢纽工程,通过实测数据分析揭示了上方基坑开挖引起的下卧既有隧道变形规律,提出了一种基坑周边土体位移场理论计算方法,实现基坑开挖引起的下卧和旁侧隧道横向变形与纵向变形计算,与隧道变形实测数据进行对比,验证了该方法的合理性。本文取得的主要研究成果如下:(1)基于某综合交通枢纽工程实测数据,探究上方基坑开挖引起的下卧隧道变形影响规律。实测数据表明,基坑开挖过程中下卧隧道发生上浮,隧道水平收敛逐渐减小,竖向收敛逐渐增大,隧道横截面由横椭圆向正圆形恢复;基坑开挖过程中,隧道拱顶上浮主要由隧道拱底土体回弹变形和隧道横截面变形共同导致,该工程中两者所占比例约分别为64%和36%。底板浇筑过程中,坑底土压力和孔隙水压力均明显上升,随后土压力基本不变而孔隙水压力明显下降,在相邻段开挖过程中土压力略有增加而孔隙水压力基本不变。(2)现场实测数据发现隧道上浮变形导致的隧道管片病害主要以渗漏水、掉块、开裂为主。分别针对三类病害的空间分布以及与隧道变形的关联性进行了统计分析,发现渗漏水以环缝渗漏水为主且集中在拱腰位置;掉块和开裂在环缝和纵缝均有分布,主要集中在T字缝部位;在病害数量上,管片掉块与开裂的数量明显多于管片渗漏水的数量。此外还分析了上述病害与隧道的上浮、纵向差异变形和曲率值的关联性。(3)基于MMSD(Modified mobilizable strength design)法对基坑周边土体位移场的滑动模式与影响范围进行改进,提出了一种适用于黏土地层的基坑周边土体位移场理论计算方法,并用经验法、MMSD法与本文方法对基坑旁侧和底部的土体水平位移与竖向位移进行对比分析。结果显示本文方法计算的开挖面以下土体水平和竖向位移与数值模拟结果均更为接近,验证本文方法的可靠性。基于该方法开展了参数敏感性分析,探究了基坑开挖宽度、围护结构最大位移和影响深度对基坑周边土体位移场的影响规律。(4)基于本文提出的基坑周边土体位移场理论计算方法,开展了基坑开挖引起的下卧和旁侧隧道纵向变形与横向变形研究。通过某交通枢纽工程、深圳桂庙路快速化改造工程和天津某基坑支护工程隧道变形实测数据进行对比,验证了该方法的合理性。在此基础上对隧道埋深、隧道与围护结构的水平距离和地基反力系数开展了参数敏感性分析,探究了各参数对隧道竖向位移、收敛变形、环间张开量、错台量及内力的影响规律。

关键词：基坑工程盾构隧道隧道上浮管片病害变形控制

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