土压盾构掘进对土体影响的试验研究与数值模拟

摘要

本文在模拟试验、实际工程监测和计算机数值仿真的基础上，详细研究了土压平衡盾构在上海软土地区的掘进时所引起的地层响应。首先分析了土压平衡盾构对土体的扰动机理；其次，利用弹性力学中的Mindlin积分公式，编制了Matlab计算程序，通过该程序详细计算了盾构周围土体中的附加应力的大小和分布；第三，通过上海成山路—滨州路区问地铁的盾构施工监测，取得了大量土体的土压力、位移、孔隙水压的实测数据，着重对其中的土压力和地层的沉降做了分析，从实际数据中研究了盾构掘进的扰动范围和程度；第四，通过直径为1.8米的模型盾构和相关的试验平台，通过室内模拟试验，研究了土压力分布以及刀盘开口率对盾构工作参数的影响；第五，利用大型通用有限元软件ANSYS和岩土工程专用软件FLAC3D，对土压平衡盾构连续掘进时所引起的土体响应，包括土压力和沉降做了详细仿真计算；最后，在上述工作的基础上，提出了一种简单的描述盾构掘进的数学模型，以盾构前方的隆起量作为主要控制量，在此基础上研究盾构各种参数的相互关系。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第二章 盾构推进引起的土体扰动机理分析

第三章 土压平衡盾构推进引起土体响应的弹性力学解析计算

第四章 盾构隧道施工的现场监测研究

4.1概述

4.2土压、孔压研究目的

4.3实际工程监测布置

4.4监测数据分析

4.5小结

第五章 土压平衡盾构的模型试验

第六章 土压平衡盾构施工的数值分析

第七章 控制盾构掘进的数学模型

第八章全文总结

参考文献

博士后在站期间发表的学术论文

致谢