黄土地区地铁盾构施工对临近建筑物影响的研究

摘要

2018年西安正式确定为“国家中心城市”，因此对城市基础设施提出了更高的要求，其中地铁作为城市基础设施中的重要组成部分，地铁施工时的高效及安全性就显得尤为重要，即便是现阶段最为高效和安全的盾构法，在开挖时也会不可避免的引发土层扰动，从而对临近建筑物等产生一定的影响。此次针对黄土地区地铁盾构施工对临近建筑物的影响进行分析，以在建的西安地铁五号线一期工程为研究对象，采取有限差分软件FLAC3D进行数值模拟，建立隧道开挖的三维动态模型，用以研究开挖时临近建筑物的倾斜、整体的不均匀沉降以及桩基的破坏等内容进行探究。 (1)依托实际工程中的各项材料参数等建立合理的数值模型。针对模型开挖面周围土体横竖向应力及变形情况进行研究，经与实际监测数据对比可知，两者变形规律基本一致，证明计算模型真实可靠。 (2)通过改变隧道与建筑物的距离，分析不同间距时对建筑物产生的影响计算结果显示，随着建筑物与隧道距离变远，对应产生的最大沉降量从大变小最后在32m以外趋于稳定，此时沉降量为28.334mm。 (3)研究盾构开挖不同位置时对土体及建筑物造成的影响。研究表明，地层的竖向位移伴随着开挖面的不断深入成正比一直变大，直到第24次开挖后沉降值基小趋于稳定。此时盾构已完全通过建筑物。 (4)分析开挖面至桩基的不同水平问距及不同桩长的影响，对比盾构不同顶推力大小及注浆是否及时进行所产生的沉降差异、位移变化等情况，对产生的不良影响及时处理，维护建筑物的结构安全，确保其安全及适用性，为今后类似工程提供参考。

目录

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1 绪 论

1.1 选题背景和意义

1.1.1 选题背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外盾构施工计算方法研究现状

1.2.1 经验公式法

1.2.2 解析法

1.2.3 数值模拟法

1.2.4 其他方法

1.3 研究内容、方案及主要的技术路线

1.3.1 研究内容及方案

1.3.2 技术路线

2 盾构施工对临近建筑物影响研究

2.1 盾构法施工的原理

2.2 盾构引起的地表变形机理

2.2.1 地层移动与变形理论研究

2.2.2 地铁隧道施工引起的地表变形

2.2.3 盾构施工导致地面沉降规律研究

2.3盾构开挖土层的影响因素

2.4盾构施工对建筑物的影响研究

2.4.1建筑物沉降变形规定

2.4.2 盾构施工引发建筑物破坏形式

2.4 小结

3 盾构隧道施工沉降监测

3.1 监测目的及作用

3.2 监测监控设计原则

3.3 施工监测方案

3.4 盾构施工实测监测数据分析

3.5 小结

4 FLAC3D数值模拟分析

4.1 有限元模型确定

4.1.1 FLAC3D 有限差分软件简介

4.1.2 材料本构模型的确定

4.2 工程实例概况

4.2.1河流水文

4.2.2气象概况

4.2.3地震带分布

4.2.4岩土层分布

4.3 有限元模型的建立

4.3.1 基本假定

4.3.2 模型的建立

4.4 模型结果分析

4.4.1 模型与实测数据对比验证

4.4.2 建筑物的沉降和变形

4.4.3 隧道与建筑间距的影响

4.4.4 开挖至不同位置对铭城社区的影响

4.4.5 桩基及桩长的影响

4.4.6 盾构顶推力的影响

4.4.7 注浆及时性的影响

4.5 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致 谢

参考文献