地铁区间重叠隧道近接施工力学行为三维数值模拟

摘要

在城市地下工程的修建中,常常碰到双孔乃至多孔近距离隧道的施工问题.该文在综 合分析近距离多孔隧道研究成果的基础上,以矿山法施工的深圳地铁一期工程老街--大剧院区间双孔重叠、交错隧道为背景(这将是中国地铁中第一个此类区间隧道结构型式),以平面FLAC计算分析得到的结论为指导,利用大型有限元通用软件ANSYS进行了三维有限元施工动 态模拟计算,提到了在上洞隧道先行完成情况下,其结构内力、应力、位移和围岩应力、地表位移受下洞隧道开挖的影响范围,最大值和变化过程;还对各指标与围岩类别、两洞净距及相互位置的关系进行了考察,得出了适用于该工程的一些基本结论,并用空间模型实验结果加以了验证,表明其规律基本一致.最后,总结全文,提出了对多孔,特别是双孔重叠近距离隧道具有普遍意义的结论.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1 引言

1.2 研究及应用现状

1.2.2有关近接施工的设计、施工指南

1.2.3近接隧道的工程实践

1.2.4存在的问题

1.4 本文的研究方法和内容

1.4.1研究方法

1.4.2研究内容

第二章老街-大剧院区间隧道施工动态三维有限元模型的建立

2.1 三维弹塑性有限元基本理论

2.1.1弹塑性增量本构关系

2.1.2弹塑性问题的增量有限元理论

2.2 平面数值分析的主要结果和基本结论

2.2.1计算参数

2.2.2平行隧道情况

2.2.3重叠、交错隧道情况

2.2.4结论

2.3 老街——大剧院区间隧道施工动态模拟三维有限元模型概况

2.4 建模及计算中的一些体会

第三章计算结果分析

3.1各典型断面的选取

3.2应力结果分析

3.2.1上洞衬砌应力

3.2.2隧道结构应力

3.2.3围岩应力

3.2.4应力分析小节

3.3 内力结果分析

3.3.1上洞结构的横向内力

3.3.2上洞结构的纵向内力

3.3.3内力分析小节

3.4位移、应变分析

3.4.1地表沉降

3.4.2上洞洞周位移

3.4.3典型断面下洞洞周位移

3.4.4纵向应变考察

3.4.5位移、应变分析小节

3.5 总结

第四章老街——大剧院区间隧道空间模型实验

4.1 空间模型实验概况

4.1.1空间模型的实验范围、相似比和相似材料

4.1.2测试内容

4.1.3实验步骤

4.1.4测试元件及仪器

4.2 空间模型实验基本结果分析

4.2.1地表沉降

4.2.2上洞衬砌应力

4.2.3 纵向弯矩

4.3实验结果与计算结果的比较

致谢

参考文献