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《天津大学》 2009年
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盾构隧道开挖面的稳定性分析

乔金丽  
【摘要】: 盾构隧道技术己成为近年来城市地下工程施工对周围地层扰动最小的施工方法,但由于地质条件和施工工艺的限制,很难避免盾构推进对周围环境的扰动,当隧道开挖面失稳破坏时,导致地面塌陷,给周边的环境带来了很大的破坏,造成巨大的经济损失,同时也妨碍了交通的正常运行,极其严重地影响了人们的生活。因此,盾构隧道开挖面稳定性成为该领域的重要课题,对其研究相对紧迫。然而,国内盾构隧道开挖面支持力的确定仍然处于过分依赖工程经验的阶段,对盾构施工开挖面稳定性研究在国内相对较少。 本文针对以上所述,主要研究内容如下: (1)根据稳定性理论,确定开挖面支护压力在进行微小变化时,中心点水平位移发生突变时的支护压力为极限支护压力。通过盾构掘进原理分析及实际工程实测资料,并针对至今国内外还没有一个系统、简单而又直接地对渗流作用时复杂地质条件下盾构开挖隧道开挖面上极限支护压力的模拟预测,通过VB6.0与FLAC3D混合编程的接口实现方法,建立了对复杂地质条件下盾构隧道开挖面稳定时确定极限支护压力的集成可视化计算系统,简化了软件的可操作性和盾构施工力学建模,使一般工程技术人员能够方便地应用本软件对开挖面稳定进行模拟; (2)针对渗流作用时盾构穿越多层土开挖隧道时,开挖面支护压力施加在理论方面还不太完善,通过假定开挖面滑动块形状为一个梯形楔型体,采用太沙基有效松动土压力理论,利用极限分析上限法推导了渗流作用下盾构穿越多层土开挖面极限支护压力的计算分析公式,为开挖面支护压力的施加提供了依据; (3)将强度折减法应用于盾构隧道开挖面稳定性评价,建立了开挖面稳定安全系数的概念,并对影响开挖面稳定安全系数的隧道所在土层参数及开挖面支护压力、地下水位等进行了分析,为设计和施工时分析影响隧道开挖面稳定性主要因素提供依据; (4)运用遗传规划理论,选取盾构隧道开挖引起地表沉降的主要影响因素,如隧道埋深、盾构直径、盾构掘进时推力、盾构推进速率、注浆填充率、注浆压力、地层的粘聚力、摩擦角、压缩模量等,用地表最大沉降实测数据对网络进行训练,建立确定盾构隧道开挖引起地表最大沉降的遗传规划模型,为盾构隧道开挖引起地表最大沉降的预测开辟了一条新的途径。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U455.43

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 刘维;饱和成层土中盾构掘进面稳定理论性研究[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 刘志;浅覆地铁盾构隧道地表隆起破坏模式与开挖面极限支护力研究[D];中南大学;2012年
3 陈东海;砂卵石地层区间隧道盾构施工数值模拟及盾构选型研究[D];中南大学;2013年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 杜宝同;邵朋;;复杂采动影响下巷道围岩变形规律研究[A];2010年安徽省科协年会——煤炭工业可持续发展专题研讨会论文集[C];2010年
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7 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 宋德玉;邹凤楼;吴瑞明;;掘进机电液推进系统控制地表沉降的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
10 张明;周永权;;一种新型的全局优化算法—区间进化算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾晓亮;基于FLAC~(3D)的断层数值模拟及其应用[D];河南理工大学;2010年
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3 黄春光;大倾角“三软”不稳定厚煤层放顶煤开采矿压规律研究[D];河南理工大学;2010年
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10 王钊;桩—锚杆支护结构可靠性研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵尚毅,时卫民,郑颖人;边坡稳定性分析的有限元法[J];地下空间;2001年S1期
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6 李昀;张子新;;泥浆渗透对盾构开挖面稳定性的影响研究[J];地下空间与工程学报;2007年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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中国硕士学位论文全文数据库 前8条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 秦建设;盾构施工开挖面变形与破坏机理研究[D];河海大学;2005年
2 徐前卫;盾构施工参数的地层适应性模型试验及其理论研究[D];同济大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【相似文献】
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8 黄雪梅;钱新;;盾构小曲率半径下穿多轨道铁路特级风险源的技术[A];施工机械化新技术交流会论文集(第十一辑)[C];2010年
9 杨宏伟;范益群;;盾构输水隧洞双层衬砌受力变形分析[A];2009中国城市地下空间开发高峰论坛论文集[C];2009年
10 李刚;彭建成;;复合地层盾构刀具磨损分析及优化配置技术[A];2010城市轨道交通关键技术论坛论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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3 孙洪涛;浅议盾构法施工地层移动分析的模糊数学模型[N];广东建设报;2000年
4 张艳;亚洲“第一弯”拆除最后一块板[N];文汇报;2008年
5  本报记者 刘扬  通讯员 彭力;地铁五号线成功穿越地坛[N];北京日报;2004年
6 通讯员 周广宽 赵晓搏;科技攻关亮点频出[N];中国铁道建筑报;2009年
7 杨光;西安地铁二号线可顺利穿越明城墙下[N];陕西日报;2007年
8 周炜;从后围寨到纺织城仅需45分钟[N];西安日报;2008年
9 记者 江耀明 通讯员 杨广臣;一口吃进800米 一步跨上新高度[N];中国铁道建筑报;2008年
10 记者 孔祥文 通讯员 应爱武;广州东山口站打破国内无盾构拓建地铁车站历史[N];中国铁道建筑报;2010年
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8 张新金;盾构法与浅埋暗挖法结合建造地铁车站关键技术研究[D];北京交通大学;2010年
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10 陈慧;基于无衍射光的盾构位姿测量系统的理论与技术研究[D];华中科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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5 刘涛;盾构穿越引起的既有轨道交通高架线变形及控制[D];北京交通大学;2010年
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7 赵光;盾构近距离穿越既有重叠隧道工程安全控制研究[D];北京交通大学;2011年
8 王振;某地铁盾构穿越广深铁路桥影响分析及施工控制研究[D];北京交通大学;2012年
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