运营隧道上方基坑施工关键技术研究

摘要

21世纪以来,地铁作为一种城市快捷交通方式,获得了快速发展。地铁沿线成为地产开发的首选区域,越来越多的基坑工程出现于已建地铁隧道上方。基坑开挖将引起开挖面下一定范围土体产生卸荷回弹,带动坑底已建地铁隧道产生回弹变形。因此,为保障地铁运行安全需要对控制下部地铁隧道变形的施工工艺及设计合理选择,工程界必须解决这一课题。本文结合天津西站北广场地铁隧道上穿基坑开挖工程,研究地铁隧道上方基坑开挖对本身和地铁隧道的影响。
　　本文主要的研究内容包括:
　　1.研究卸荷状态下土体的强度和变形特性,建立模拟卸荷状态下土体应力应变关系的本构模型。
　　2.根据基坑开挖的规模和距下部隧道的距离,提供上部基坑开挖时其下方隧道变形量的简化估算方法。
　　3.利用有限元分析软件ABAQUS分析了考虑时空效应的限时、分块开挖,以及抗拔桩、地基加固等措施以减小下部隧道变形的效果,提出较为符合实际情况的数值模拟分析方法,实现对基坑开挖过程中下部隧道变形及其中产生的附加应力的有效预测。
　　4.建立经验公式估算基底与隧道的最大回弹量,用现场实测数据校准以完善简化计算方法,并提供实用的隧道变形量检测方法。

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第一章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 研究方法

第二章 卸荷状态下土体特性及本构关系

2.1 基坑开挖过程土体的应力路径分析

2.2 卸荷土体的本构关系

2.3 泊松比的确定

2.4 小结

第三章 基坑开挖卸荷影响隧道变形的理论依据

3.1 卸荷附加应力

3.2 隧道纵向变形分析

3.3 土体回弹量计算的分层总和法

3.4小结

第四章 地铁隧道上方基坑开挖计算分析

4.1 工程概况

4.2 理论计算结果及分析

4.3 有限元数值模拟结果及分析

4.4 结论

第五章 控制基坑、地铁变形的工程措施及有限元分析

5.1 加固工艺

5.2 加固措施的有限元模拟

5.3 隧道监测

5.4 小结

第六章 基坑回弹和隧道变形计算理论的修正和改进

6.1 残余应力影响深度的计算

6.2 初始残余应力系数和卸荷模量的确定

6.3 基坑回弹和隧道变形修正公式计算结果

6.4 小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢