合肥高铁南站南广场土体开挖对隧道变形机理的研究

摘要

当前合肥正处在高速发展的状态，城市规模不断扩大，原有的地面交通已经不能满足日益拥堵的城市交通，地铁的建设可以有效的解决城市交通问题。同时城市地面建筑的发展也相当迅速，这就涉及到在地铁隧道上方施工的基坑开挖工程。上部的基坑开挖会影响下部地铁隧道结构的稳定性。因此基坑开挖对下部既有隧道变形机理的研究具有重要的意义。　　本文以合肥高铁南站南广场工程为背景，采用有限元软件MIDAS/GTS进行数值模拟的方法，分析比较基坑不同开挖方式对下部既有隧道变形的影响，整理分析监测数据，并将模拟值与监测数据比较，探讨基坑开挖对下部既有隧道纵向变形的影响，主要工作和结论如下：　　1.对国内外关于基坑开挖对下部既有隧道变形的研究进行了总结，得出了地铁隧道的相关变形规律，提出了本文的研究方法。　　2.研究基坑开挖对下部既有隧道变形的影响，总结了土压力的计算方法，基坑开挖的时空效应，隧道隆起值的计算方法。得出了基坑开挖对下部既有隧道变形的影响规律，提出了合理的开挖方式。　　3.根据实际的施工方案，选取合适的本构模型，采用有限元软件MIDAS/GTS分别对不同的施工方案进行数值模拟。分析比较不同施工方案的隧道变形的结果，研究基坑开挖对下部隧道拱顶隆起变形的规律，选取合理的开挖方式。通过分析模拟结果可以看出，基坑开挖会引起下部地铁隧道的纵向变形，隧道拱顶呈现隆起的趋势。拱顶隆起变形呈现两边小，中间大的弓形。方案三的模拟值要小于方案二的模拟值，因此方案三的开挖方式更有利于控制隧道的纵向变形。　　4．分析整理监测数据，并且与数值模拟的数据进行对比分析，验证了模型的合理性。根据数据分析基坑开挖对下部既有隧道的变形的影响。基坑开挖对下部既有地铁隧道纵向变形的影响与距离有关，隧道距离开挖土体越近，隧道拱顶的纵向变形越大，反之越小。

目录

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容与方法

1.4技术路线

第二章 基坑开挖对下部既有隧道变形影响的机理

2.1基坑开挖引起隧道变形的机理

2.2基坑开挖的时空效应

2.3隧道隆起值的计算方法简介

2.4本章小结

第三章 数值模拟计算与分析

3.1工程概况

3.2MIDAS/GTS软件简介

3.3高铁南站南广场施工方案

3.4有限元模型的建立

3.5数值模拟结果分析

3.6本章小结

第四章 基坑开挖现场监测与监测数据分析

4.1监测方案

4.2监测数据整理分析

4.3监测数据与数值模拟对比分析

4.4本章小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果