【摘 要】
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城市地铁凭借节省空间、载客量大、准时快捷等优点成为缓解城市交通压力的一大利器,盾构施工技术成熟,施工速度快、经济性高、对周边环境影响较小同时也不易受外界因素的干扰,因此在城市地铁建设中得到广泛应用。软硬复合地层是施工时遇到的一种复杂地层,该地层同时存在软弱土体和坚硬岩石,软硬层之间土性相差悬殊,与均质地层对比,软硬复合地层盾构施工诱发地表沉降的因素更多、规律更复杂。因此,研究软硬复合地层盾构掘进诱
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城市地铁凭借节省空间、载客量大、准时快捷等优点成为缓解城市交通压力的一大利器,盾构施工技术成熟,施工速度快、经济性高、对周边环境影响较小同时也不易受外界因素的干扰,因此在城市地铁建设中得到广泛应用。软硬复合地层是施工时遇到的一种复杂地层,该地层同时存在软弱土体和坚硬岩石,软硬层之间土性相差悬殊,与均质地层对比,软硬复合地层盾构施工诱发地表沉降的因素更多、规律更复杂。因此,研究软硬复合地层盾构掘进诱发地表沉降的影响因素和沉降规律、在此地质条件下侧穿临近建筑物时建筑物受到的影响和提出控制地表沉降和建筑变形的有效措施具有重要意义。本文主要研究工作如下:依托某软硬复合地层地铁盾构掘进工程,根据勘探数据和施工资料,采用有限元分析软件ABAQUS建立双线盾构隧道掘进三维模型,介绍了数值模拟的基本假定、模型尺寸、基本设置和施工步序等信息,分析了数值模拟的位移和应力结果,对比模拟结果与实际监测数据,验证了有限元模型的正确性和可靠性。为分析软硬复合地层盾构隧道掘进诱发地表沉降的主要因素,介绍了土压平衡盾构施工工艺和剖析软硬复合地层中盾构施工地表沉降各阶段发展的特征,总结出地表沉降主要受软硬层分布形态、围岩层软土力学性质、掌子面支护力、盾尾注浆压力、等代层力学性质、隧道埋深及间距这些影响因素作用,再由数值模拟结果,得到了各影响因素的作用规律和作用程度。建立软硬复合地层盾构隧道侧穿框架结构建筑物的三维数值模型,分析揭示了建筑物轴线到双线隧道中心线的水平距离L、隧道埋深H两个因素对地表沉降和建筑物的基础沉降、基础沉降差、倾斜的影响规律。在ABAQUS中模拟了隧道上方软土层、隧道围岩软土层进行注浆加固的两种控制沉降措施,对比这两种控制措施在地表沉降和建筑物变形方面的效果,从竖向应力和竖向位移的角度分析导致不同效果的原因,得到了在软硬复合地层盾构掘进对隧道围岩软土层注浆加固为控制地表沉降的更有效措施的结论。
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