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《重庆大学》 2009年
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城市地铁洞桩法施工力学效应研究

瞿万波  
【摘要】: 随着城市化进程的快速推进和城市人口的逐渐集聚,城市地面交通日益拥挤。为有效改善城市交通体系,城市地铁伴随着21世纪中国地下工程的大发展,以其方便、快捷、环保的设计理念,高效、安全、准点的运行模式,也必将迎来发展建设的新高潮。在地下工程开挖中,施工方法不断创新,浅埋隧道暗挖施工的洞桩工法是近年来发展起来的一种新工法,它结合了浅埋暗挖法和盖挖法的技术成果,通过对小导洞、扣拱、桩等成熟技术的有机组合,形成的一种新的浅埋隧道开挖与支护方法,能有效地控制地层松软地区地下工程开挖所引起的地表沉降,减少对人口稠密、交通拥挤、地下管线复杂的城市中心区的干扰。目前,洞桩工法虽然在北京地铁建设中得到成功应用,并取得了显著的经济效益和社会效益。但关于洞桩法的研究却较多集中在施工工艺,而设计、施工的力学效应等理论方面研究涉及较少。 本文结合国家自然科学基金项目“隧道与地下空间工程结构的稳定性与可靠性”,以北京地铁十号线工体北路车站实际工程为依托,在充分借鉴前人研究的基础上,通过理论分析、模型试验、数值模拟等手段,结合现场监测成果,对采用洞桩法地铁隧道的施工力学效应进行了较为全面的研究。 本文的主要研究工作如下: (1)考虑桩顶拱部支护结构压力、桩后地层压力和临时横撑的共同作用,将开挖面以下的桩简化为弹性地基梁,得到隧道边桩内力计算模型,并推导边桩在多个临时支撑作用工况、最不利工况和考虑P-?效应时的内力计算公式。 (2)考虑桩顶初支拱压力以及桩侧土体的影响,对边桩稳定分析计算模型进行概化,并在此基础上推导边桩支护体系的势函数,利用尖点突变模型,得到了边桩支护体系的突变失稳必要条件。研究表明,边桩抗弯刚度越大、地层力学性质越好,桩顶荷载越小,对边桩稳定越有利。 (3)采用硬质塑料管为模型桩,通过改变其直径、间距、埋置深度以及桩底支承条件等影响因素,研究洞桩法边桩在初支拱荷载和地层压力共同作用下的受力变形规律以及桩侧土压力的变化规律;并将理论计算结果与试验数据进行了对比分析;得到了边桩参数对其受力变形的控制效果。 (4)运用有限元法对模型试验内容进行相应的数值模拟,并与模型试验结果进行比较研究;以工体北路站为依托工程,研究洞桩法逆筑施工分部开挖的施工力学效应;针对施工的主要过程进行三维模拟,重点分析导洞掌子面间距和主体开挖台阶长度这两个重要因素对地层变形和地表沉降变化规律的影响,为掌子面间距和台阶长度的合理取值提供依据。 (5)以北京地铁十号线工体北路站为原型,通过运用数值模拟方法研究地铁站交叉口初期支护结构的施工力学效应,得出交叉口初期支护结构双向扣拱施工过程中的相互影响和交叉口初支结构拱顶沉降规律,以及交叉口区辅助受力构件的应力特征。 (6)采用数值模拟方法对洞桩法与CRD工法,洞桩法顺筑与逆筑不同施工方案支护结构内力以及地层位移和地表沉降规律进行对比分析,并与现场监测成果进行比较研究。 (7)基于模糊理论建立了施工方案多目标优化模型,以北京地铁十号线工体北路站为例,对施工方案进行模糊优选探讨。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U455.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 丁文娟;采用洞桩法施工的地铁车站导洞开挖所引起的群洞效应影响研究[D];北京交通大学;2010年
【参考文献】
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1 周生国,黄伦海,蒋树屏,刘新荣;黄土连拱隧道施工方法模型试验研究[J];地下空间与工程学报;2005年02期
2 孙辉;刘新荣;陈晓江;董占文;黄仰收;;黄土连拱隧道施工过程的数值模拟和方案优化[J];地下空间与工程学报;2005年05期
3 邓少军;阳军生;张学民;钟放平;;浅埋偏压连拱隧道施工数值模拟及方案比选[J];地下空间与工程学报;2005年06期
4 杜建华;鲍薇;刘志娜;宋卫东;;北京地铁十号线光华路站开挖群洞效应的数值模拟研究[J];北京科技大学学报;2007年S2期
5 谢连城;;大瑶山隧道复合式衬砌模型试验研究——超挖回填层对复合式衬砌承载能力的影响[J];长沙铁道学院学报;1987年02期
6 李建设,杜朋,邹志利;隔离桩工作机理及在设计中的应用[J];低温建筑技术;1999年02期
7 施仲衡;科学制定城市轨道交通建设规划[J];都市快轨交通;2004年02期
8 施仲衡,冯爱军;城市轨道交通技术发展战略探讨[J];都市快轨交通;2004年04期
9 谭烈飞;;新中国成立以来的首都地铁建设[J];当代中国史研究;2006年04期
10 程鹏,童根树;圆弧拱平面内弯曲失稳一般理论[J];工程力学;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 王戍平;破碎围岩隧道的模拟试验研究[D];浙江大学;2004年
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1 高成雷;浅埋暗挖洞桩法应用理论研究[D];西南交通大学;2002年
【共引文献】
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1 何思明;攀枝花地区锚杆的工作机理[J];四川建筑科学研究;1997年02期
2 陈建峰,秦建庆,石振明,沈明荣;砂井地基沉降的二维有限元分析(二)——修正剑桥渗流耦合模型有限元及实例计算[J];四川建筑科学研究;2003年04期
3 卢家森,黄松梅;水平荷载下桩筏基础与地基共同作用分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
4 张文福,姚芳;三角形高层框筒结构在水平荷载作用下剪力滞后的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年01期
5 李玉杯,熊峰;高层建筑上部结构、基础与地基土共同作用的地震时程分析[J];四川建筑科学研究;2005年02期
6 曾祥蓉,江世永,陈进,王薇,蔡永君;不卸载时预应力碳纤维布加固混凝土梁有限元分析[J];四川建筑科学研究;2005年03期
7 周志军;郭光玲;;纤维布包裹钢筋混凝土轴心受压柱非线性有限元数值模拟[J];四川建筑科学研究;2006年04期
8 张磊;薛勇;丁红岩;;碳纤维加固钢筋混凝土梁正截面受弯非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2006年04期
9 林景华;;基于传递函数法的预制单桩承载性状分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
10 石宵爽;曾祥国;赵师平;刘永杰;王清远;;超前开挖距离对大跨度小净距隧道稳定性影响的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张红;李德裕;崔维贤;;地铁车站火灾人员安全疏散仿真分析[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
2 朱建明;黄植旺;徐秉业;;锚杆支护巷道围岩主次承载区协调作用的力学分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
3 朱彦鹏;王秀丽;张贵文;王龙;吕立新;赵志幡;;兰州中广大厦超长深基坑支护的设计、施工与实验监测[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
4 王海滨;姜黎黎;张臣;杨刚;;碳纤维增强存在初始缺陷钢构件的稳定性分析[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(下)[C];2006年
5 于江;陶西贵;熊炎飞;;膨胀软岩硐室开挖变形控制研究[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
6 刘晶波;闰秋实;杜义欣;伍俊;;地铁地下结构内爆炸动力反应问题研究[A];第六届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2007年
7 林大超;张瑞红;齐宏伟;张富强;;边坡位移演化的多尺度分析[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
8 周厚德;介玉新;;基于有限元的弯矩计算中若干问题探讨[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 陈国庆;冯夏庭;周辉;陈炳瑞;黄书岭;张传庆;;锦屏二级水电站引水隧洞长期稳定性数值分析[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 王伟锋;毕俊丽;;软岩浅埋隧道施工工法比选[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
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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
2 戚增坤;突变控制机制及其在船舶非线性横摇运动中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 柳飞;模型试验中地基材料粒径与基础尺寸效应研究[D];中国海洋大学;2010年
5 刘文静;LRB隔震桥梁的可靠性与等效线性化方法研究[D];华中科技大学;2010年
6 杨溢;爆破荷载对蠕动边坡的累积效应及稳定性影响研究[D];昆明理工大学;2010年
7 郑英杰;O-CELL试桩法的若干基本问题[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 夏栋舟;土—结构动力相互作用(SSDI)体系阻尼性能及其地震反应分析与研究[D];湖南大学;2009年
9 张旭东;深部岩溶隧道溃水成灾机理及其工程处治技术研究[D];重庆大学;2010年
10 彭念;原位扩建隧道围岩力学响应机理研究[D];重庆大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 薛志鹏;断层活化导致井巷破坏的数值模拟分析[D];河南理工大学;2010年
2 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
3 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 梁峰;瞬时液相扩散连接及其热应力有限元模拟研究[D];河南理工大学;2010年
5 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
6 俞永贤;复合土钉支护深基坑工程工作特性研究[D];山东科技大学;2010年
7 王睿;井筒受采空区塌落影响的破坏机理及治理研究[D];山东科技大学;2010年
8 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
9 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
10 陈云娟;类岩石材料蠕变本构试验研究及基于FLAC~(3D)实现[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 杜彬;谭忠盛;王梦恕;;地铁车站洞桩法施工对地层及邻近桩基的影响规律[J];北京交通大学学报;2008年03期
2 张银屏,雷震宇,周顺华;浅埋暗挖隧道对地表变形影响的三维数值分析[J];华东交通大学学报;2005年05期
3 瞿万波;刘新荣;黄瑞金;刘明忠;;浅埋大跨洞桩隧道变形监测与控制分析[J];土木建筑与环境工程;2009年01期
4 张美琴;;分离岛式暗挖车站的洞桩法结构设计[J];隧道建设;2006年04期
5 邹玉生;;大跨度浅埋暗挖洞桩法在地铁施工中的应用[J];山西建筑;2009年04期
6 孙军振;;“PBA”洞桩法施工技术——以北京地铁为例[J];科技情报开发与经济;2008年36期
7 朱衍峰;周晓军;邓彬;;地铁施工中地下建筑物对地表沉降的控制标准[J];四川建筑;2008年01期
8 高成雷,罗书学,朱永全;浅埋暗挖洞桩法的三维有限元模拟分析[J];石家庄铁道学院学报;2002年03期
9 徐治中,王恒,殷文华,亢跃华;邻近建筑物暗挖地铁车站采用洞桩法的技术探讨[J];铁道标准设计;2004年04期
10 李爱东;康直;;沈阳地铁二号线沈阳北站“洞桩法”计算与分析[J];铁道标准设计;2007年05期
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1 吴波;复杂条件下城市地铁隧道施工地表沉降研究[D];西南交通大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张云峰;隧道施工过程的数值模拟分析与方案的优化[D];合肥工业大学;2007年
2 夏志强;城市地铁群洞隧道施工地表沉降研究[D];西南交通大学;2007年
3 郑北海;地铁车站中洞法施工力学行为的研究[D];北京交通大学;2008年
4 琚国全;大跨度地铁车站施工力学及地表沉降控制研究[D];西南交通大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张德,胡学林;不同初期支护对提高围岩承载能力的试验研究[J];安徽建筑;1999年05期
2 李凤刚;黄土连拱隧道施工过程的数值模拟和方案优化[J];安徽建筑;2004年03期
3 贾永刚,王明年;连拱隧道两种工法的施工力学分析[J];地下空间;2004年02期
4 黄伦海,刘伟,刘新荣;单洞四车道公路隧道开挖的模型试验[J];地下空间;2004年04期
5 陈秋南,张永兴,刘新荣,包太;连拱隧道的设计理论与动态施工力学研究[J];地下空间与工程学报;2005年01期
6 宋卫东,王金安,匡忠祥;程潮铁矿淹井前后采场溜井稳定性数值分析[J];北京科技大学学报;2000年04期
7 宋卫东,郭寥武;程潮铁矿2~#主溜井加固工程稳定性数值分析[J];北京科技大学学报;2001年03期
8 李树森,符文熹,聂德新;地下洞室顶部软弱夹层和层状岩体的稳定性分析及参数反演[J];成都理工学院学报;2000年01期
9 沈泰;地质力学模型试验技术的进展[J];长江科学院院报;2001年05期
10 黄晓华;公路边坡病害治理的轻型支挡结构[J];重庆交通学院学报;1999年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 蒋树屏;;我国公路隧道工程技术的现状及展望[A];中国公路学会’99学术交流论文集[C];1999年
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1 张武;高层建筑桩筏基础模型试验研究[D];中国建筑科学研究院;2002年
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1 汪优;钢管混凝土拱结构面内稳定性有限元分析研究[D];长沙理工大学;2004年
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1 王东;运用模糊综合评判选择施工方案的最优解可靠性分析方法[J];云南工业大学学报;1996年04期
2 林国湘,彭庆林,刘迪荣;具有模糊可靠度约束的弧齿锥齿轮参数的模糊优化设计[J];机械设计;2001年07期
3 彭如恕;具有模糊可靠度约束的双圆弧齿轮传动设计参数的模糊优化设计[J];机械传动;2003年01期
4 解国仁,邓西录;基于多目标模糊优化方法施工方案技术[J];辽宁工程技术大学学报;2002年05期
5 雷进生;刘章军;屈俊童;;爆炸法密实饱和砂的模型试验研究[J];太原理工大学学报;2006年03期
6 吴玉国;宋崇智;谢能刚;;遗传算法在行星齿轮多目标模糊优化设计中的应用[J];机械传动;2007年01期
7 容晓;孟鸣;王志新;;向家坝水电站工程大江截流模型试验研究[J];水利科技与经济;2010年01期
8 董文德;高波;申玉生;;双连拱隧道模型试验研究[J];四川建筑;2006年S1期
9 苏春,卢玉明;齿轮减速器的模糊可靠性优化设计[J];起重运输机械;1995年12期
10 崔振才,郭林华,田文苓;水资源系统模糊优化多维动态规划模型与应用[J];水科学进展;2000年02期
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1 李围;张海波;何川;;配合盾构法修建地铁车站的模型试验研究[A];中国交通土建工程学术论文集(2006)[C];2006年
2 何川;李围;张海波;;配合盾构法修建三连拱地铁车站的模型试验研究[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年
3 杨淑清;陆家佑;;隧洞岩爆机制物理模型试验研究[A];第三届全国岩石动力学学术会议论文选集[C];1992年
4 李肇胤;瞿伟廉;孟吉复;梁枢果;;调频液体阻尼器制振的模型试验研究[A];第十一届高耸结构学术交流会论文集[C];1992年
5 赵鹏飞;郝成新;钱基宏;赵基达;张维嶽;翟彬;;浙江省黄龙体育中心主体育场斜拉索锚固节点模型试验研究[A];第九届空间结构学术会议论文集[C];2000年
6 王成;林胜;李晓红;;超长群桩的模型试验研究[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
7 祁江涛;张进丰;顾民;;船舶在顶浪中的甲板上浪模型试验研究[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
8 宋琪瑛;张志刚;刘矛;王成华;;变刚度垫层上单独基础工作机理试验与设计方法研究[A];第六届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1997年
9 白雪飞;陈昕;丁锦超;吴梵;吕岩松;郭日修;;加肋轴对称组合壳稳定性的一个特殊问题——肋间壳板“诱导”失稳[A];2005年船舶结构力学学术会议论文集[C];2005年
10 加瑞;朱伟;钟小春;;砂土拱效应的室内模型试验研究[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 驻安徽首席记者 吴敏 特约记者 金海礁 通讯员 何松;桥梁专家为施工方案把关[N];中国交通报;2010年
2 张凯;人性化施工方案贴上闹市[N];中国建设报;2004年
3 陕西 杜文智;住宅楼有线电视的施工方案一例[N];电子报;2003年
4 吴松覃宁会;施工方案的审查与投资控制[N];建筑时报;2008年
5 通讯员 李炳忠;东营将建施工方案安全审核“专家库”[N];建筑时报;2010年
6 本报记者 刘鹏 通讯员 曹诚平;“微型鄱阳湖”的奥秘[N];人民长江报;2011年
7 孙德胜;施工方案是工程质量的重要保证[N];伊犁日报(汉);2007年
8 记者 阎友华;天兴洲大桥铁路混凝土板结合桥面模型试验研究完成[N];中国经济导报;2007年
9 蔺成新;佛山东平大桥创新施工方案[N];中国交通报;2006年
10 记者 张琨;细化施工方案 加快工程进度[N];绵阳日报;2009年
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1 瞿万波;城市地铁洞桩法施工力学效应研究[D];重庆大学;2009年
2 干湧;水下悬浮隧道的空间分析与节段模型试验研究[D];浙江大学;2003年
3 郭方芳;关于模糊优化与模糊空间的某些研究结果[D];大连理工大学;2004年
4 王俊发;渠道塑膜防渗理论与机械化铺膜的关键技术研究[D];吉林大学;2006年
5 桂祥友;厚风积砂覆盖区水资源预测与优化管理研究[D];辽宁工程技术大学;2005年
6 古莹奎;集成产品开发过程规划及其微观特性分析[D];大连理工大学;2005年
7 魏俊红;复合材料的模糊可靠性及模糊稳健优化研究[D];华中科技大学;2006年
8 江浩;钙质砂中桩基工程承载性状研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
9 茅志颖;结构动力学设计渐进优化方法研究[D];南京航空航天大学;2010年
10 李志勇;公路路基动强度设计方法及其在全风化花岗岩路基中的应用研究[D];西南交通大学;2005年
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1 余宇峰;龙滩地下水电站全厂机械通风(空调)模型试验研究[D];重庆大学;2005年
2 刘文洪;喜河水电站泄水建筑物布置及其消能防冲模型试验研究[D];西安理工大学;2005年
3 俞涛;地铁盾构隧道近接施工影响的数值模拟及模型试验研究[D];西南交通大学;2005年
4 姜海西;水下岩质边坡稳定性的模型试验研究[D];同济大学;2006年
5 匡亮;室内单轴冻胀本构试验及冻土隧道冻胀力模型试验研究[D];西南交通大学;2006年
6 谈杜勇;连拱隧道开挖过程的模型试验研究及其三维数值模拟[D];同济大学;2006年
7 王洪庆;泄洪洞的紊流数值模拟及试验研究[D];西北农林科技大学;2006年
8 程艳花;自然通风逆流湿式冷却塔性能评价及环境侧风影响的试验研究[D];山东大学;2007年
9 周明永;绥芬河斜拉桥节段模型试验研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
10 陈大鹏;边界线性加载条件下岩体平面受力模型试验研究[D];中国地质大学(北京);2006年
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