收藏本站
《上海交通大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大深度气压沉箱技术的力学机理研究

赵岚  
【摘要】: 由于气压沉箱工法在深基础建设中有着诸多的优点而被越来越多的用于摩天大楼、大跨度桥梁、大深度地铁站、地下油库、大型水电站等设施的深基础建设中。但因该工法所需设备昂贵,技术要求高,因此,在当今世界上,气压沉箱技术仅为极少数发达国家所掌握。新时期,特别是上世纪九十年代以后,我国还没有应用该工法进行深基础建设的工程先例。因此,本文将以上海市轨道交通7号线南浦站至耀华站区间中央风井样本工程为背景,从室内试验、理论研究、数值模拟和现场实测分析四个方面入手,对气压沉箱下沉过程的力学机理进行系统研究。主要包括以下几个方面: 1.对气压沉箱施工现场具有代表性的砂质粉土进行室内试验研究。利用高级静力三轴系统,对砂质粉土进行等向压缩不排水三轴试验、K0固结条件下不排水三轴试验和气压存在条件下非饱和土的三轴剪切试验,分析了在不同条件下砂质粉土的剪切强度、应力应变关系、土体的有效应力路径等关键物理力学参数的不同特性及其变化规律,得出了施工现场的砂质粉土的静止土压力系数K0值,为环形刃脚基础的极限承载力理论研究和气压沉箱下沉施工过程的动态数值模拟提供参数。 2.沉箱的环形刃脚基础下土体的极限承载力问题是气压沉箱设计与施工的关键问题。只有准确确定了环形刃脚基础下土体的极限承载力,才能合理选择刃脚的结构和宽度设计,从而保证沉箱能够顺利下沉。本文分别采用滑移线法和有限差分法,对环形刃脚基础的极限承载力进行了研究。研究了环形基础的内外径之比和内摩擦角对环形基础的极限承载力的影响,得出了工程中不同工况条件下沉箱环形刃脚基础的极限承载力及其分布形式,为沉箱的结构设计和施工提供理论依据。 3.对气压沉箱施工下沉过程进行了数值模拟。利用有限元法,采用试验室试验所获得土体物理力学参数,对沉箱施工下沉过程进行数值模拟计算,分析了在各种不同工况条件下沉箱下沉过程中其周边土体的土压力及其对周边环境的影响,并在后续章节中对数值计算结果和实测结果进行了比较,可为今后同样或类似工程提供借鉴。 4.对气压沉箱的结构内力与变形以及沉箱下沉时对周围环境的影响进行了全面系统地监测。对不同工况条件下实测所得沉箱刃脚土压力、沉箱侧壁土压力和侧壁摩阻力以及周围土体的侧移和沉降进行了整理分析,揭示了新型气压沉箱的变形特性,评价了沉箱下沉对周边环境的影响,从而确保结构本身的安全并保证周边的环境的变形在可控范围内,并指导沉箱施工。也为今后同类工程的设计和施工提供了借鉴,为学科的发展积累了宝贵的原始资料。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TU473.2

免费申请
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 刘青;沉井结构侧壁土压力分布研究[D];西安建筑科技大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邹进贵;邹双朝;江文萍;向东;许建雄;陈志兰;;施工沉井自动化监测系统的研究[J];测绘信息与工程;2007年06期
2 杨运泽;黄淑珍;;明石海峡大桥大直径钢沉箱基础的施工[J];港口工程;1991年03期
3 陈闽,王学海;沉井下沉施工工艺探讨[J];中国给水排水;2002年07期
4 魏岩峰,李玉平,潘多助;沉井下沉系数的计算与分析[J];黑龙江水专学报;2001年02期
5 邹大庆;沉箱工法[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2003年02期
6 胡军;冲淤纠偏加固施工技术[J];建筑技术;2002年06期
7 温晓贵,魏纲 ,谷丰;沉井冲水纠偏与锚杆静压桩加固技术[J];建筑技术;2004年06期
8 刘加峰;特大超深沉井的下沉施工技术——江阴长江公路大桥北锚沉井施工实践[J];建筑施工;1998年03期
9 万卷;崔步红;;陆内沉箱的初步探讨[J];水道港口;1991年01期
10 吴为民;建筑物纠倾与加固工程实践[J];施工技术;2002年10期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊向军;钢筋砼结构抗火性能研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;1999年04期
2 张吉园,张志勇,邢仲星;多模型Biot固结有限元分析[J];四川建筑科学研究;2000年01期
3 贾广社,孙继德,秦立永;利用价值工程选择基坑围护方案和施工[J];四川建筑科学研究;2003年01期
4 刘春,吴绪春;非饱和红粘土强度特性的三轴试验研究[J];四川建筑科学研究;2003年02期
5 张凡,曹振,黄羽中;桩桥墩下土钉支护的土钉内力有限元分析[J];四川建筑科学研究;2003年03期
6 庄心善,朱瑞赓,赵鑫;极限分析法确定土层锚杆承载力分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
7 王福喜;轻型井点降水在南京地铁东井亭站基础施工中的应用[J];四川建筑科学研究;2005年05期
8 徐宜和;;基坑工程技术现状分析[J];四川建筑科学研究;2005年06期
9 魏焕卫;贾强;孙剑平;祝健;;既有建筑物基础加固荷载计算方法[J];四川建筑科学研究;2007年01期
10 魏焕卫;孙剑平;贾强;杨立华;;基于变形控制的某大型基坑设计和施工[J];四川建筑科学研究;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔振山;刘国庆;许莹;解国宏;;数值仿真技术在汽车安全部件设计中的应用[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
2 高正夏;赵海滨;;向家坝坝基岩体软弱夹层渗透变形现场试验研究[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
3 罗敏;刘巨保;张强;;旋转细长杆柱动力学分析在抽油杆扶正器设计中的应用[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
4 程展林;吴良平;丁红顺;;粗粒土组构之颗粒运动研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会特邀报告[C];2007年
5 程展林;吴良平;丁红顺;;粗粒土组构之颗粒运动研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
6 张坤勇;殷宗泽;;复杂应力条件下土体各向异性及其建模思路[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 徐辉;张光永;王靖涛;;黏土不排水条件下的应力路径损伤本构模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 王志达;龚晓南;蔡智军;;浅埋暗挖隧道开挖进尺的计算方法探讨[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 高成雷;朱永全;;浅埋暗挖洞桩法参数敏感性分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 张玉成;杨光华;胡海英;张有详;;在软土地基上有反压护道路堤及堤坝的稳定计算[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 秦昊;地铁车站基坑开挖对邻近地下管线的影响研究[D];中国地质大学(北京);2010年
3 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
4 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
5 朱剑锋;考虑扰动影响的土体性状研究[D];浙江大学;2011年
6 姚锦宝;考虑土—结构动力相互作用的轨道交通引起的环境振动及隔振措施研究[D];北京交通大学;2010年
7 田林;骨架—密实型水泥稳定级配碎石抗裂特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 杨海清;裂隙岩体动态损伤局部化机理的理论及应用[D];重庆大学;2010年
9 孙立强;超软吹填土地基真空预压理论及模型试验的研究[D];天津大学;2010年
10 刘喜珠;海上风电大直径宽浅筒型基础结构设计及安全性研究[D];天津大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴冬丽;城市公园中的空间立体系统营造[D];华中农业大学;2010年
2 汪国华;近距离上保护层开采卸压范围及临界层间距研究[D];河南理工大学;2010年
3 刘根保;基于邓肯—张模型的垃圾土强度特性及边坡稳定性研究[D];南昌航空大学;2010年
4 马宗锋;地铁车站深基坑分步开挖数值模拟分析[D];山东科技大学;2010年
5 王钊;桩—锚杆支护结构可靠性研究[D];山东科技大学;2010年
6 章长玖;公路桥梁车桥耦合振动分析[D];郑州大学;2010年
7 张鑫鑫;大型沉井施工管理信息系统研究[D];郑州大学;2010年
8 赵庆;土石坝坝下涵洞三维有限元分析[D];郑州大学;2010年
9 赵通阳;基于ABAQUS的混凝土面板堆石坝三维应力应变分析[D];郑州大学;2010年
10 薛强;双排桩—重力拱联合支护结构的数值模拟分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王仕传;凌建明;;刚性挡土墙非线性主动土压力分析[J];地下空间与工程学报;2006年02期
2 姚代禄;挡土墙土压力非线性分布的研究[J];重庆交通学院学报;1984年03期
3 杨国祥;;钻吸排土沉井下沉工法[J];地下工程与隧道;1993年02期
4 陈闽,王学海;沉井下沉施工工艺探讨[J];中国给水排水;2002年07期
5 李德勇;;南京市大厂区沉井取水泵房下沉施工技术[J];中国给水排水;2007年04期
6 翟世鸿;杨炎华;张照霞;;桥梁深水主墩基础的现状与发展趋势探讨[J];中外公路;2007年06期
7 陈慧远;摩擦接触单元及其分析方法[J];水利学报;1985年04期
8 李永刚,白鸿莉;垂直墙背挡土墙土压力分布研究[J];水利学报;2003年02期
9 陈惠明;钢筋混凝土矩形沉井结构水泵房优化设计[J];中国水利;2003年10期
10 艾光宝,焦冬梅;水下大面积沉井封底施工技术[J];铁道建筑;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈页开;挡土墙上土压力的试验研究与数值分析[D];浙江大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 薛宇开;特殊地质条件下桥梁沉井基础施工方法的研究[D];西南交通大学;2004年
2 郭建刚;气压沉箱施工对周边环境影响的动态数值模拟方法及应用研究[D];同济大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 徐赞云;徐伟;;沉井下沉施工土压力和摩擦力分析[J];低温建筑技术;2012年07期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈龙珠,梁发云,潘秋元,朱国元;某扭曲变形建筑物的综合纠倾与地基加固[J];工业建筑;2002年03期
2 高俊合,赵维炳,李兴文;深开挖有限元分析中释放荷载模拟——三种常用方法比较及改进的Mana法[J];河海大学学报(自然科学版);1999年01期
3 胡军;冲淤纠偏加固施工技术[J];建筑技术;2002年06期
4 刘加峰;特大超深沉井的下沉施工技术——江阴长江公路大桥北锚沉井施工实践[J];建筑施工;1998年03期
5 夏卫,苏洪雯,陈锡墀,周建诚;海口世纪大桥主墩沉井施工[J];桥梁建设;2002年06期
6 张庆华,丁学福,孙长龙;非饱和土固结一维半解析解[J];水道港口;1996年01期
7 吴为民;建筑物纠倾与加固工程实践[J];施工技术;2002年10期
8 高俊合,赵维炳,施建勇;土体非线性影响的深基坑支护研究综述[J];水利水电科技进展;1997年04期
9 沈珠江;非饱和土简化固结理论及其应用[J];水利水运工程学报;2003年04期
10 张中元;黄河特大桥 11 号墩沉井基础施工[J];铁道建筑;1998年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王秀丽;朱少华;杨文伟;;不同搭接率时主方支圆钢管节点的承载力分析[J];兰州理工大学学报;2011年04期
2 葛晓丹;汪仁和;胡伟;;白垩系地层桩基受力特征实测与分析[J];工程勘察;2011年09期
3 白亮;梁兴文;邓博团;;不同参数型钢高性能混凝土剪力墙抗震性能研究[J];工程力学;2011年07期
4 刘宽;蒋元海;牛志荣;;新型带肋预应力管桩几何参数优化数值模拟[J];山西建筑;2011年27期
5 黄智勇;罗锋;施慧玮;王煊军;;贮库内偏二甲肼蒸发扩散数值模拟[J];科技导报;2011年24期
6 夏松林;刘宏伟;韩立军;黄仲昊;;反应装甲干扰射流过程数值模拟[J];弹箭与制导学报;2011年03期
7 祝捷;;数值模拟在建筑结构教学中的应用[J];北华航天工业学院学报;2011年03期
8 张始斋;;基于CFD的轴向间隙对轴流式通风机性能影响的研究[J];矿山机械;2011年07期
9 王昊;吴亚东;欧阳华;;基于数值模拟的离心风机性能优化[J];流体机械;2011年05期
10 赵书超;陈国光;雷文星;陈阳;赵君官;孟英;;线型聚能水射流的数值模拟[J];机电技术;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孙飞飞;王文涛;刘桂然;;开缝钢板剪力墙的理论分析与数值模拟[A];第七届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2007年
2 孙文波;罗益群;郭成志;赵冉;;横置钢管混凝土构件考虑混凝土浇筑过程的轴压承载力计算[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2008年
3 侯日立;赵阳;赵东;傅向荣;张浩;应秀梅;刘浩宇;张鹏;;带裂纹板单向拉伸极限承载力有限元研究[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
4 林祥;尹宝树;杨德周;;波浪在波流相互作用中对底应力及流速的影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
5 陈可锋;季小强;李鑫;;海平面上升对江苏沿海潮波影响研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
6 杨欣;程文;川端信义;;公路隧道火灾热气流运动规律的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第四卷)[C];2009年
7 裴文兵;;激光驱动惯性约束聚变数值模拟研究进展及其相关的原子物理过程[A];第十五届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2009年
8 张东明;;不可压混合层中一种增强混合的新方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 金晓林;;电子回旋共振放电的数值模拟[A];第十三届全国等离子体科学技术会议论文集[C];2007年
10 张晓晴;黄小清;汤立群;;泡沫铝填充圆管三点弯曲性能研究[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 广东江门市新会区建设工程质量检测站 赵权新;基桩竖向抗压静载试验极限承载力的确定[N];山西科技报;2004年
3 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
4 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
5 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
6 杨雄飞;炼钢与环境技术的研究方法[N];世界金属导报;2007年
7 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
8 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
9 付冰赵辉;油藏数值模拟技术成为“常规武器”[N];中国石油报;2007年
10 ;堤基管涌机理和防治关键问题研究为堤防提供科学参考[N];中国水利报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵岚;大深度气压沉箱技术的力学机理研究[D];上海交通大学;2008年
2 苏慈;大跨度刚性空间钢结构极限承载力研究[D];同济大学;2006年
3 张建民;大跨度钢管混凝土拱桥承载能力与施工控制研究[D];华南理工大学;2001年
4 孙喜新;济阳坳陷馆陶组构造特征及成藏模式研究[D];中国科学院研究生院(广州地球化学研究所);2005年
5 严春吉;液体射流分裂雾化机理及内燃机缸内工作过程的模拟[D];大连海事大学;2005年
6 何志伟;复合期权与路径相关期权定价理论模型、数值模拟及应用研究[D];华中科技大学;2005年
7 郭永红;超细粉再燃低NO_x燃烧技术的数值模拟与实验研究[D];华北电力大学(北京);2006年
8 胡国权;淮河试验时期的能量与水份循环研究[D];中国气象科学研究院;2001年
9 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
10 陈黎明;电弧加热发动机的设计与研究[D];清华大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹诤;双向密肋楼盖的数值模拟及其理论研究[D];湘潭大学;2007年
2 蔡闻;索端冷压锚固节点接触及承载力模拟分析[D];昆明理工大学;2005年
3 赵宏强;加大截面法加固混凝土构件的动力性能研究[D];西安科技大学;2008年
4 裴鹏宇;预应力混凝土框架结构抗震性能有限元分析[D];武汉理工大学;2007年
5 汤丽君;支盘桩重复荷载作用下的工程性状研究[D];浙江工业大学;2007年
6 张渤涛;复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究[D];山东大学;2005年
7 孙明新;起重机臂架受力状态模拟[D];山东大学;2005年
8 邱田金;日照港岚山港区30万吨原油码头工程潮流数值模拟及泥沙淤积分析[D];中国海洋大学;2005年
9 张皓光;轴向间隙引气对多级轴流压气机性能及流场影响的数值模拟[D];西北工业大学;2006年
10 李建平;超燃冲压发动机尾喷管设计及性能研究[D];西北工业大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026