雙線盾構(gòu)隧道施工過程相互影響三維彈塑性固結(jié)耦合研究.pdf

1、本文依托上海復(fù)興東路越江隧道工程,首先對近間距平行盾構(gòu)法隧道的施工進(jìn)行監(jiān)測,并提出了相應(yīng)的控制技術(shù)措施;然后采用三維彈塑性有限元模型,對平行近間距盾構(gòu)隧道和重疊近間距盾構(gòu)隧道進(jìn)行詳細(xì)研究;采用三維彈塑性固結(jié)有限元模型,對盾構(gòu)施工引起的土體固結(jié)問題進(jìn)行了詳細(xì)研究.取得了較為豐富的研究成果.現(xiàn)場實(shí)測研究.針對近間距盾構(gòu)法隧道施工相互影響的特點(diǎn),建立了相應(yīng)的監(jiān)測方案,在實(shí)際操作中以下監(jiān)測項(xiàng)目是切實(shí)可行和有效的:地表沉降、深層土體沉降、深層土體

2、水平位移、孔隙水壓力、隧道襯砌收斂、隧道襯砌三維位移、隧道襯砌內(nèi)力、隧道所受水土壓力.通過現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果的分析,發(fā)現(xiàn)了后建隧道對先建隧道的影響規(guī)律,主要分為盾構(gòu)開挖面到來之前、盾構(gòu)通過中和盾尾通過之后三個(gè)階段,并結(jié)合這三個(gè)階段提出了相互影響的作用機(jī)理.從現(xiàn)場監(jiān)測的結(jié)果來看,近間距盾構(gòu)施工中,后推進(jìn)的盾構(gòu)對周圍土體的孔隙水壓力和位移、先建隧道的變位及其內(nèi)力都產(chǎn)生了較大影響,特別是對先建隧道內(nèi)力的影響很大.在現(xiàn)場監(jiān)測研究的基礎(chǔ)上,針對復(fù)興東路

3、越江隧道施工現(xiàn)場進(jìn)行了隧道相互影響的控制.三維彈塑性有限元數(shù)值研究.建立了考慮切口水壓、土體的擾動(dòng)、盾尾釋放位移、盾尾注漿體的硬化效應(yīng),能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬的三維彈塑性有限元模型.采用該模型進(jìn)行數(shù)值分析,總結(jié)得出后建隧道的修建對兩隧道的相互影響之規(guī)律.研究結(jié)果表明,隧道間距是控制兩隧道相互影響的最主要因素,地層損失率次之,下面是土體彈性模量.而隧道埋深、切口水壓、盾尾注漿壓力對兩隧道相互影響的作用較小.針對近間距重疊型盾構(gòu)隧道,本文將其分成

4、下伏隧道先行開挖和上覆隧道先行開挖兩種類型,采用三維彈塑性有限元模型進(jìn)行了研究.研究的主要影響因素為:隧道間距、地層損失率和土體剛度變化.從減小隧道間相互影響出發(fā),發(fā)現(xiàn)下伏隧道先行開挖優(yōu)于上覆隧道先行開挖的情況.三維彈塑性固結(jié)模型.介紹了孔隙介質(zhì)力學(xué)理論,并采用其來建立了模擬盾構(gòu)法隧道動(dòng)態(tài)施工的真三維彈塑性固結(jié)有限元模型.結(jié)合實(shí)測孔隙水壓力數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)三維彈塑性固結(jié)模型能夠很好地模擬超孔隙水壓力產(chǎn)生和消散、土體固結(jié)沉降的規(guī)律.通過對近間距