收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

砂粘复合地层盾构隧道开挖面变形模式透明模型试验研究

丁言峰  
【摘要】:随着中国经济的快速发展,城市人口逐渐增多以及城市建设不断提速,为进一步提高城市运营效率,地铁修建量逐步增加。在地铁建设中,盾构作为一种安全高效的隧道施工工法得到了广泛的应用,城市大规模地铁修建面临着复杂多变的地层条件与地面环境的严重影响。盾构隧道在复合地层施工中面临的开挖面失稳破坏和地表坍塌等风险尤为突出,其中砂粘复合地层是常见的土体与土体复合的地层。不同地区和工程条件下,由于砂土层与粘土层具有不同的土力学特性,开挖面的稳定性难以预测和控制。因此深入研究砂粘复合地层盾构隧道开挖面变形破坏模式对隧道施工具有重要意义。而目前模型试验研究中多采用普通相似材料无法观测土体内部变形,为观测到土体内部变形,本论文采用透明土相似材料进行物理模型试验研究并辅以数值模拟分析,对砂粘复合地层盾构隧道开挖面的变形破坏模式进行深入研究,取得的主要研究成果如下:(1)归纳了透明土的配制方法,对比了配制各类透明土的相似材料,选择了熔融石英砂、沉淀白炭黑、正十二烷和十五号白油的混合液体合成透明砂土和透明粘土,并开展了两种透明土的物理力学特性实验研究,证明了其模拟天然土体的可行性。(2)设计了一套由模型制作装置、开挖支护装置、测试系统、分析系统等构成的盾构隧道透明模型试验系统。实现了模型整体透明、非接触全过程观测土体内部变形、盾构模拟装置的自动后退以及数据图像的自动采集。(3)基于盾构隧道透明模型试验系统,研究了不同埋深工况下盾构隧道开挖面土体变形破坏规律,得到了砂粘复合地层开挖面中心点土体位移随支护力的变化关系及开挖面土体的变形破坏模式。(4)引入复合比的概念描述盾构隧道开挖面的土体分布,反映了复合地层的土体差异。并采用有限差分数值模拟分析得到了不同埋深、不同复合比等因素对砂粘复合地层盾构隧道开挖面变形、地表变形、极限支护力和开挖面失稳破坏模式的影响规律。(5)对比分析了模型试验、数值模拟得到的盾构隧道开挖面变形破坏模式,并与经典的盾构隧道开挖面变形破坏模式进行了对比分析,表明砂粘复合地层开挖面变形破坏模式的合理性。本论文共有90幅插图,10张表格,98篇参考文献。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 李志华;华渊;周太全;孙秀丽;;盾构隧道开挖面稳定的可靠度研究[J];岩土力学;2008年S1期
2 许敬叔;潘秋景;;盾构隧道开挖面支护力上限分析[J];铁道科学与工程学报;2014年04期
3 蒋水华;刘贤;曾绍慧;潘嘉铭;黄劲松;;盾构隧道开挖面稳定非侵入式可靠度分析[J];地下空间与工程学报;2019年S2期
4 韦良文;张庆贺;孙统立;吴敏慧;;盾构隧道开挖面稳定研究进展[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2007年06期
5 王生武;李硕;;盾构隧道开挖过程中溶洞对围岩变形影响的数值模拟[J];现代城市轨道交通;2020年01期
6 王金安;周家兴;李飞;辛振省;;大直径水下盾构隧道开挖流固耦合效应研究[J];人民长江;2020年09期
7 王富周;;盾构隧道开挖过程中地表沉降的离散元数值分析[J];建筑施工;2012年07期
8 孙潇昊;缪林昌;林海山;;不同埋深盾构隧道开挖面稳定问题数值模拟[J];东南大学学报(自然科学版);2017年01期
9 傅鹤林;张加兵;黄震;史越;汪敬;邢雪生;;复合地层中浅埋盾构隧道开挖引起的地层位移及应力预测分析[J];现代隧道技术;2017年04期
10 赵丽丽;童振龙;高军;;盾构隧道开挖对既有建筑物沉降分析[J];城市道桥与防洪;2010年07期
11 高军;刘亚克;;盾构隧道在施工中的沉降分析[J];建筑设计管理;2016年05期
12 曹文强;;盾构隧道开挖引起的土体位移有限元分析[J];低温建筑技术;2020年05期
13 ;马蹄形盾构机开启隧道开挖新模式[J];特种结构;2016年06期
14 郑刚;张天奇;张扶正;查万理;程雪松;;不同埋深下盾构隧道开挖及补偿注浆对地表隆沉变化影响的室内试验[J];天津大学学报(自然科学与工程技术版);2017年04期
15 陆瑶;刘俊岩;刘燕;张亮亮;;地铁盾构隧道近距离侧穿建筑物安全性分析[J];施工技术;2017年S2期
16 张治国;杨轩;赵其华;白乔木;;盾构隧道开挖引起地层位移计算理论的对比与修正[J];岩土工程学报;2016年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 李志华;华渊;周太全;孙秀丽;;盾构隧道开挖面稳定的可靠度研究[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
2 吕玺琳;周运才;;渗流条件下盾构隧道开挖面稳定性三维强度折减数值模拟[A];2016年全国工程地质学术年会论文集[C];2016年
3 商啸旻;李琨;李文峰;徐朝信;;关于北京地铁复合地层盾构选型的分析[A];施工机械化新技术交流会论文集——建筑机械化2011增刊[C];2011年
4 商啸旻;金奕;;关于北京地铁复合地层盾构机选型的思考[A];施工机械化新技术交流会论文集(第八辑)[C];2007年
5 梅佐云;赵忠华;宋晓光;;盾构开挖对地下管线影响的数值模拟分析[A];第十届建构筑物改造和病害处理学术研讨会、第五届工程质量学术会议论文集[C];2014年
6 卫俊杰;周松;黄醒春;;复合地层盾构施工土体分层沉降原位试验研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
7 魏新江;魏纲;丁智;;盾构施工与邻近不同位置建筑物相互影响分析[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 齐书峰;;浅埋盾构隧道下穿水库抗浮施工技术[A];2017年全国锚固与注浆技术学术研讨会论文集[C];2017年
9 李文峰;商啸旻;王良;;北京地铁复合地层盾构机脱困技术实例[A];中国土木工程学会第十五届年会暨隧道及地下工程分会第十七届年会论文集[C];2012年
10 胡群芳;李敏;;复杂地层盾构刀具磨损试验研究现状及发展[A];2014中国隧道与地下工程大会(CTUC)暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十八届年会论文集[C];2014年
11 姚西平;宫全美;陈长江;刘东坡;程云妍;;盾构隧道侧穿高铁桥梁桩基的影响分析与措施[A];第十三届海峡两岸隧道与地下工程学术及技术研讨会论文集[C];2014年
12 雷中华;;瓯江水下盾构隧道主要工程地质问题分析评价[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年
13 张亚果;;超高水压复合地层盾构隧道建设关键技术研究及成果应用[A];水下隧道建设与管理技术论文集[C];2013年
14 董淑棉;;热力盾构隧道内固定支架数值分析[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年
15 洪开荣;;我国盾构隧道发展中的几个问题[A];城市地下空间开发与地下工程施工技术高层论坛论文集[C];2004年
16 晏启祥;何川;耿萍;;盾构隧道联络通道的地震响应分析[A];中国土木工程学会第十三届年会暨隧道及地下工程分会第十五届年会论文集[C];2008年
17 刘永;;盾构机过富水断裂破碎带施工技术[A];智慧城市与轨道交通2016[C];2016年
18 刘昊;;盾构隧道下穿建筑物的沉降控制技术[A];2011中国盾构技术学术研讨会论文集[C];2011年
19 竺维彬;钟长平;黄威然;周翠英;罗淑仪;;盾构施工“滞排”成因分析和对策研究[A];2014中国隧道与地下工程大会(CTUC)暨中国土木工程学会隧道及地下工程分会第十八届年会优秀论文汇编[C];2014年
20 闫治国;朱合华;;盾构隧道抗爆裂复合耐火管片研究[A];面向低碳经济的隧道及地下工程技术——中国土木工程学会隧道及地下工程分会隧道及地下空间运营安全与节能环保专业委员会第一届学术研讨会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 邵羽;盾构双隧道施工对临近地埋管线的影响研究[D];广西大学;2017年
2 贾勇;盾构施工地层变形实测与三维数值模拟及参数分析[D];天津大学;2010年
3 郭瑞;盾构隧道管片衬砌结构稳定性问题研究[D];西南交通大学;2014年
4 严长征;盾构隧道近距离共同作用机理及施工技术研究[D];同济大学;2007年
5 王兴;盾构隧道变形光纤监测关键技术与应用研究[D];南京大学;2017年
6 梁荣柱;软土盾构隧道掘进环境效应及其邻近开挖响应研究[D];浙江大学;2016年
7 马可栓;盾构施工引起地基移动与近邻建筑保护研究[D];华中科技大学;2008年
8 叶飞;软土盾构隧道施工期上浮机理分析及控制研究[D];同济大学;2007年
9 张远荣;盾构过富水砂层对环境影响的分析研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
10 丁智;盾构隧道掘进对邻近建筑物影响及变形预测研究[D];浙江大学;2014年
11 余莉;苏州软土地层小净距隧道盾构施工交互影响机理研究[D];中国地质大学;2015年
12 潘茁;盾构施工全过程引起的土体扰动与分层沉降特性研究[D];中国矿业大学(北京);2016年
13 乔金丽;盾构隧道开挖面的稳定性分析[D];天津大学;2009年
14 胡国良;盾构模拟试验平台电液控制系统关键技术研究[D];浙江大学;2006年
15 路美丽;盾构先行条件下拓展地铁车站的方案研究及风险分析[D];北京交通大学;2008年
16 李宇杰;非连续接触计算模型在盾构衬砌力学特性方面的应用研究[D];北京交通大学;2012年
17 杨兵明;宁波软土地层盾构隧道下穿铁路施工引起地层变形规律及控制技术研究[D];北京交通大学;2016年
18 张文萃;软土地层盾构隧道通用环管片排版纠偏应用技术及施工监控研究[D];西安建筑科技大学;2016年
19 肖明清;大型水下盾构隧道结构设计关键问题研究[D];西南交通大学;2014年
20 胡祥涛;土—盾构相互作用研究及推进载荷规划[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 丁言峰;砂粘复合地层盾构隧道开挖面变形模式透明模型试验研究[D];中国矿业大学;2020年
2 赵强;盾构隧道开挖对群桩基础影响的数值模拟研究[D];大连理工大学;2013年
3 马亚丽;盾构隧道开挖对邻近桩基影响的数值模拟研究[D];大连理工大学;2012年
4 陈强;上软下硬地层中盾构隧道开挖面支护压力研究[D];华中科技大学;2010年
5 肖谊;盾构隧道开挖对邻近桩基水平向变形影响分析[D];北京交通大学;2010年
6 张扶正;盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体扰动及地表沉降规律影响研究[D];天津大学;2016年
7 欧若辰;考虑地下水渗流作用的盾构隧道开挖面稳定性研究[D];长沙理工大学;2019年
8 刘栋;复合地层中土压盾构隧道开挖面稳定性研究[D];华中科技大学;2009年
9 田腾跃;盾构隧道施工对输油管道的影响研究[D];北京交通大学;2012年
10 李园;盾构施工地层变形的三维数值模拟及试验研究[D];天津大学;2004年
11 郭小云;黄土盾构隧道开挖土体变形的三维数值模拟[D];西安工业大学;2007年
12 曹文宇;地铁区间盾构隧道对上覆土层及邻近建筑物基底变形影响研究[D];东北大学;2014年
13 殷加顺;盾构施工注浆对地层变形影响的有限元模拟及试验研究[D];天津大学;2009年
14 陈汉成;基于模型试验的盾构隧道横向性能研究及其在地表堆载工程中的应用[D];华南理工大学;2020年
15 肖亮;盾构隧道下穿路桥过渡段条件下轨道变形及动力响应研究[D];北京交通大学;2010年
16 田海洋;越江公路盾构隧道壁后注浆探地雷达探测试验及应用研究[D];同济大学;2008年
17 李康;上软下硬复合地层盾构开挖面支护压力及地表位移研究[D];华南理工大学;2017年
18 姚佳兵;盾构隧道双层衬砌横向力学特性影响因素及影响规律研究[D];西南交通大学;2017年
19 林欢;盾构隧道穿越内陆河浅覆土层厚度的计算分析研究[D];天津大学;2014年
20 林海山;盾构隧道开挖面稳定性试验与颗粒流数值模拟研究[D];东南大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 记者刘新红;铁四院设计的大直径盾构隧道开挖[N];中国铁道建筑报;2010年
2 本报记者 矫阳;黄河济南段开挖世界水下最大直径盾构隧道[N];科技日报;2019年
3 星光;地铁隧道开挖将使用本地产盾构机[N];无锡日报;2010年
4 记者 刘倩;世界最大 水下铁路 盾构隧道开挖[N];南方日报;2016年
5 本报记者 胡清 通讯员 姜芯蕊;大国重器十年铸 崇山峻岭变通途[N];中国铁道建筑报;2018年
6 柳悦通讯员 伍振;地铁二号线全程盾构挖掘[N];天津日报;2007年
7 经济日报·中国经济网记者 夏先清;中铁装备:打造钢铁“穿山甲”[N];经济日报;2019年
8 记者 孟婧;江苏“振兴号”盾构机下线[N];江苏科技报;2019年
9 实习生 康洁 记者 张晔;我攻克超大直径盾构机全部核心技术[N];科技日报;2019年
10 本报记者 许霞;创新驱动锻造信息化盾构“铁军”[N];国际商报;2017年
11 本报记者 杜鑫;盾构机国产化带来哪些启示?[N];工人日报;2019年
12 本报记者 尹海明;“南宁造”盾构机迈向高端化[N];南宁日报;2019年
13 本报记者 赵洪亮;盾构施工如何“创新 安全 突破”[N];中国水利报;2009年
14 记者 曹娴 熊远帆 通讯员 胡清;我国出口印度最大直径盾构机长沙发运[N];湖南日报;2020年
15 中国工业报 陈述明 通讯员 王伟 董昌领 常焱锋;我国自主研制超大直径盾构机掘进破千米[N];中国工业报;2020年
16 本报记者 王俊峰 通讯员 丁俊峰;争当中国大直径盾构主力军[N];中国交通报;2020年
17 记者 曹娴 通讯员 胡清;省内应用最大直径盾构机下线[N];湖南日报;2020年
18 本报记者 张宣 实习生 李佳凝;常熟“智造”盾构机打破国外技术壁垒[N];新华日报;2019年
19 全媒体记者 伍玲 通讯员 胡清 实习生 李运;长沙造盾构机月底赴印“挑重任”[N];长沙晚报;2019年
20 全媒体记者 伍玲 通讯员 胡清;长沙造盾构机出口印度将“三连发”[N];长沙晚报;2019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
  • 010-62982499
  • 010-62783978