隧道施工对临近桥梁影响研究

论文摘要

城市地铁隧道的修建必然会受到城市既有环境的制约。铁隧道施工阶段及施工后期诱发的地表沉降是造成各种建筑物外观及功能上损害的主要原因,每年由此而造成的经济损失相当可观。一般地,地铁隧道设计时不考虑周边建筑物的具体情况,就桥梁而言,则以施工时控制地表、桥面、桥墩、桥台及桥桩的沉降为主。国内现行的做法是规定一个沉降预警值和上限值,超过该值则停止施工并调整施工方法或修改隧道的设计方案,但此时已经给工程造成了巨大损失。此种做法忽略了地表结构物的具体形式及其对隧道施工的响应,由此而采取的加固及补偿措施未必可取,一般情况下是相当保守的。为了能在隧道初步设计阶段提前预测出隧道施工对临近桥梁影响程度,本文以沈阳地区典型的地质条件和桥梁为背景,进行了数值模拟与计算,得出一些有用的规律,为隧道近接桥梁设计与施工提供了理论上的指导。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 国内外地铁隧道开挖引发的邻近建筑物损害研究现状
• 1.2.1 基于历史案例的经验观测与统计
• 1.2.2 基于结构力学原理的定量计算
• 1.2.3 基于沉降预测的计算方法
• 1.2.4 数值解
• 1.3 本文研究目的及内容
• 1.3.1 国内地铁隧道开挖引发的邻近建筑物损害处理方法
• 1.3.2 本文研究目的
• 1.3.3 本文研究内容
• 1.4 本章小结
• 第2章 隧道引发地层及上部结构变形的基本理论
• 2.1 地层变形理论
• 2.1.1 地铁隧道施工地表沉降过程
• 2.1.2 地层变形理论
• 2.1.3 地表变形理论
• 2.2 地铁变形控制标准
• 2.3 地表移动和变形的影响因素
• 2.4 弹塑性基本理论
• 2.4.1 弹塑性增量本构关系
• 2.4.2 弹塑性问题的增量理论
• 2.4.3 弹塑性问题的求解方法
• 2.5 盾构施工方法对于洞周土体的影响
• 2.6 本章小结
• 第3章 数值模拟理论及数值模型
• 3.1 土体本构模型
• 3.1.1 一般本构方程的表达式
• 3.1.2 Mohr-Coulomb弹塑性模型
• 3.2 隧道施工数值模型建立
• 3.2.1 工程概况简述
• 3.2.2 工程地质概况
• 3.2.3 盾构掘进的模拟方法
• 3.2.4 选用参数
• 3.2.5 模型考虑
• 3.3 本章小结
• 第4章 施工过程动态模拟
• 4.1 自重应力状态下桥梁状态
• 4.2 隧道开挖引起的桥梁变化
• 4.2.1 桥面板位移变化分析
• 4.2.2 桥墩位移变化分析
• 4.2.3 桥面板应力变化分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 隧道开挖引起的土层变化
• 5.1 自重应力状态下土层状态
• 5.2 隧道开挖引起的土层变化
• 5.2.1 土层的位移变化分析
• 5.2.2 土层的应力变化分析
• 5.2.3 地表沉降分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 桥梁基础托换后的模拟分析
• 6.1 隧道开挖引起的桥桩沉降
• 6.2 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 攻读硕士学位期间公开发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献