软土盾构隧道上方加卸载影响分析及控制技术_建筑雕塑

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序

自20世纪50年代初，我国就开始尝试采用盾构法建造隧道的探索研究，直到1968年、1970年上海地铁试验段和跨越黄浦江的打浦路隧道的建成，标志着我国初步掌握了盾...

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前　言

随着城市化进程的加快和城市人口的不断导入，城市规模日渐扩大，市区地面交通拥堵，空气污染严重，出行效率大为降低，这类“大城市病”到了不得不解决的地步，轨道交通成为...

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第1章　绪论

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1.1　研究背景与意义

自改革开放以来，城市建设得到了快速发展，城市交通运输矛盾日益突出。与此同时，轨道交通因其安全、准时、大容量和快速的优点，在拓宽城市空间、打造城市快速立体交通网络...

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1.2　国内外研究现状

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1.2.1　加卸载引起的附加应力场和位移场

土体与隧道的相互作用分析一般采用两阶段法。两阶段法主要分为两个步骤：一是计算堆载作用下土体的附加应力场和位移场；二是以附加应力场或位移场为输入条件，计算土与结构...

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1.2.2　土体与隧道结构的相互作用分析

在得到隧道的附加应力或位移输入后，为了得到隧道结构的内力分布与位移响应，合理反映土体中隧道受力与变形特点，诸多学者对土体—隧道结构的相互作用关系进行了大量研究。...

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1.2.3　数值分析方法

国内外学者在数值模拟上通常采用两种方法：一种是将堆卸载以及隧道结构简化为简单的平面应变模型，采用这种方法计算建模较为简便，但相应的计算结果比较粗略；另一种方法是...

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1.2.4　模型试验方法

在已有邻近隧道的周边进行堆卸载作业时，一般都需要进行周围环境影响评估和现场监测。在既有在运营隧道中布设位移监测点，并通过现场获取数据，而现场监测受限于费用和客观...

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1.3　研究内容

无论是地表大面积加载还是卸载，均会引起一定范围内土体的应力场和位移场发生变化，从而打破盾构隧道原有的平衡状态。一旦加载和卸载引起的附加应力场或位移场过大，隧道将...

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第2章　地面加载作用下隧道纵向变形理论计算研究

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2.1　引言

地面加载作用引起的附加应力会打破地铁隧道原有的受力平衡状态，引起地层和隧道结构应力重分布，从而导致隧道产生一定的纵向和横向变形。已有不少工程案例表明，隧道上方地...

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2.2　隧道纵向变形理论计算模型

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2.2.1　地基模型

在土与结构相互作用分析中，地基软土通常采用Winkler地基模型［68-69］、Pasternak地基模型［70］、Kerr地基模型［34，71］以及连续弹性体...

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2.2.2　隧道模型

常用的经典梁模型有两种：一是Euler-Bernoulli梁，二是Timoshenko梁模型。这两种模型最大的区别在是否考虑了梁截面的剪切变形，可以说Euler...

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2.2.3　隧道变形计算模型

为简化计算，假设地表荷载作用前隧道变形已经稳定、隧道与周围土体始终保持接触，并且不考虑土体固结、蠕变以及荷载随时间的变化。取隧道微元体单元进行受力分析（图2-4...

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2.2.4　地面加载作用下隧道附加应力计算

图2-6为地面加载作用下下卧运营隧道的变形响应示意图。假设地面堆载均匀分布，堆载大小为p，范围为L1×L2（L2为沿隧道轴向，L1垂直于隧道轴向）。地铁隧道的外...

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2.2.5　模型正确性验证

上海地区某河道深度为3m，沿隧道轴线宽度为24m，下卧运营地铁轴线埋深为8.1m，隧道结构外径为φ6.2m，内径为φ5.5m，管片采用C50的混凝土浇筑而成，混...

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2.3　参数分析

利用2.2节提出的隧道纵向变形计算模型进行参数分析，具体分析隧道埋深、堆载大小、堆载偏心距、隧道剪切刚度、土体性质等因素对下卧运营隧道的纵向变形影响。隧道取为上...

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2.3.1　隧道埋深

上海地区地铁盾构隧道大多敷设不深，以中埋居多。取隧道轴线埋深10m、15m、20m、25m，研究不同埋深下地面加载对隧道纵向变形的影响，土体弹性模量取为15MP...

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2.3.2　加载大小

取地面加载大小为20kPa、40kPa、60kPa、80kPa、100kPa，研究不同地面加载大小对隧道纵向变形的影响，隧道轴线埋深取为10m，其他参数与2.3...

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2.3.3　加载范围

假定地面加载沿隧道轴线方向的长度（L2）为20m 保持不变，取垂直于隧道轴线方向的长度（L1）分别为5m、10m、20m、40m 和80m（即L1/L2分别为0...

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2.3.4　加载偏心距

本章中地面荷载偏心距指的是荷载边缘到隧道轴线的距离，即加载与隧道的相对空间位置关系。取地面荷载偏心距为-3.2Dt、-1.2Dt、-0.2Dt、0.7Dt、1....

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2.3.5　土体模量

取土体弹性模量为5MPa、10MPa、15MPa、20MPa，研究不同土体弹性模量下地面加载大小对隧道纵向变形的影响，隧道轴线埋深取为10m，其他参数与2.3....

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2.3.6　土体性质对隧道纵向变形的影响

（1）上覆土层。假设隧道轴线埋深z0=15m，地面加载量p=72kPa，加载范围为20m×40m。为了便于分析，假设第一层层厚10m，弹性模量变化范围为5～4...

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2.3.7　堆载作用下隧道纵向变形安全系数评估

定义堆载作用下隧道纵向沉降的安全系数为Fsv=Slit/S（Slit为规范限定值20mm，S 为堆载作用下隧道的最大沉降），不同隧道轴线埋深时，隧道纵向沉降安全...

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2.4　小结

本章将地铁隧道等效成Timoshenko梁，采用Pasternak地基模型，建立了地面加载作用下隧道纵向变形响应的理论计算模型，重点分析了隧道埋深、加载大小、加...

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第3章　地面加载作用下隧道横向变形分析与模型试验

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3.1　引言

在顶部加载不利工况下，地铁盾构隧道的变形和受力性能一般可从纵向和横向两个方面加以分析。从纵向来看，加载作用下盾构隧道的变形主要表现为以环间错台为主形成的不均匀沉...

《软土盾构隧道上方加卸载影响分析及控制技术》简介

序

前　言

目录

第1章　绪论

1.1　研究背景与意义

1.2　国内外研究现状

1.2.1　加卸载引起的附加应力场和位移场

1.2.2　土体与隧道结构的相互作用分析

1.2.3　数值分析方法

1.2.4　模型试验方法

1.3　研究内容

第2章　地面加载作用下隧道纵向变形理论计算研究

2.1　引言

2.2　隧道纵向变形理论计算模型

2.2.1　地基模型

2.2.2　隧道模型

2.2.3　隧道变形计算模型

2.2.4　地面加载作用下隧道附加应力计算

2.2.5　模型正确性验证

2.3　参数分析

2.3.1　隧道埋深

2.3.2　加载大小

2.3.3　加载范围

2.3.4　加载偏心距

2.3.5　土体模量

2.3.6　土体性质对隧道纵向变形的影响

2.3.7　堆载作用下隧道纵向变形安全系数评估

2.4　小结

第3章　地面加载作用下隧道横向变形分析与模型试验

3.1　引言

《软土盾构隧道上方加卸载影响分析及控制技术》简介

序

前 言

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 加卸载引起的附加应力场和位移场

1.2.2 土体与隧道结构的相互作用分析

1.2.3 数值分析方法

1.2.4 模型试验方法

1.3 研究内容

第2章 地面加载作用下隧道纵向变形理论计算研究

2.1 引言

2.2 隧道纵向变形理论计算模型

2.2.1 地基模型

2.2.2 隧道模型

2.2.3 隧道变形计算模型

2.2.4 地面加载作用下隧道附加应力计算

2.2.5 模型正确性验证

2.3 参数分析

2.3.1 隧道埋深

2.3.2 加载大小

2.3.3 加载范围

2.3.4 加载偏心距

2.3.5 土体模量

2.3.6 土体性质对隧道纵向变形的影响

2.3.7 堆载作用下隧道纵向变形安全系数评估

2.4 小结

第3章 地面加载作用下隧道横向变形分析与模型试验

3.1 引言

前　言

第1章　绪论

1.1　研究背景与意义

1.2　国内外研究现状

1.2.1　加卸载引起的附加应力场和位移场

1.2.2　土体与隧道结构的相互作用分析

1.2.3　数值分析方法

1.2.4　模型试验方法

1.3　研究内容

第2章　地面加载作用下隧道纵向变形理论计算研究

2.1　引言

2.2　隧道纵向变形理论计算模型

2.2.1　地基模型

2.2.2　隧道模型

2.2.3　隧道变形计算模型

2.2.4　地面加载作用下隧道附加应力计算

2.2.5　模型正确性验证

2.3　参数分析

2.3.1　隧道埋深

2.3.2　加载大小

2.3.3　加载范围

2.3.4　加载偏心距

2.3.5　土体模量

2.3.6　土体性质对隧道纵向变形的影响

2.3.7　堆载作用下隧道纵向变形安全系数评估

2.4　小结

第3章　地面加载作用下隧道横向变形分析与模型试验

3.1　引言