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致谢
摘要
1 绪论
1.1 研究背景与意义
1.1.1 城市轨道交通的快速发展
1.1.2 盾构工法的广泛使用
1.1.3 盾构区间组段划分与控制参数设定的目的和意义
1.2 工程概况
1.3 盾构工法的介绍
1.4 盾构机概述
1.5 国内外研究现状
1.5.1 盾构施工控制参数方面
1.5.2 数值模拟方面
1.6 主要研究内容、技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 技术路线
2 盾构掘进难易性组段划分方法
2.1 土压盾构掘进难易性的组段划分
2.1.1 地层特性分段
2.1.2 隧道覆土厚度划分
2.1.3 地下水位与隧道纵断面的相互关系划分
2.1.4 隧道周边环境状态分级
2.1.5 盾构掘进难易性组段划分
2.2 泥水平衡盾构掘进难易性的组段划分
2.2.1 地层特性分段
2.2.2 隧道覆土厚度划分
2.2.3 隧道周边环境状态分级
2.2.4 盾构掘进难易性组段划分
2.3 土压盾构施工组段划分实例分析
2.3.1 工程概况
2.3.2 工程地质条件
2.3.3 水文地质特征
2.3.4 场地及周边环境
2.3.5 岩土工程分级
2.3.6 隧道围岩分级
2.3.7 区间工程地质评价及工程措施建议
2.3.8 环境工程地质问题
2.3.9 七里河~小西湖区间组段划分表
2.4 泥水平衡盾构施工组段划分实例分析
2.4.1 工程概况
2.4.2 工程地质条件
2.4.3 水文地质特征
2.4.4 场地及周边环境
2.4.5 岩土工程分级
2.4.6 隧道围岩分级
2.4.7 区间工程地质评价与工程措施建议
2.4.8 环境工程地质问题
2.4.9 奥体中心~中心风井区间组段划分表
3 基于组段划分的盾构施工控制参数设定
3.1 盾构施工主要控制参数计算方法
3.1.1 盾构保压掘进的土仓(泥水)压力计算
3.1.2 盾构推力计算模型
3.1.3 刀盘扭矩计算模型
3.1.4 掘进速度管理
3.1.5 背后注浆
3.1.6 出土量的控制范围
3.2 土压盾构施工控制参数计算实例分析
3.2.1 土仓压力计算
3.2.2 盾构推力计算
3.2.3 刀盘扭矩的计算
3.2.4 控制参数范围表
3.3 泥水平衡盾构施工控制参数计算实例分析
3.3.1 泥水压力计算
3.3.2 盾构推力计算
3.3.3 刀盘扭矩的计算
3.3.4 控制参数范围表
4 基于工程试验和三维数值模拟的盾构施工参数优化
4.1 试验段工程概况
4.1.1 工程位置及周边环境概况
4.1.2 工程地质及水文地质条件
4.1.3 结构形式及施工方法
4.2 数值模拟软件介绍
4.3 三维数值模型
4.4 数值模拟应力场选定
4.5 数值模拟参数的选定
4.5.1 破坏准则
4.5.2 土体物理力学参数
4.5.3 支护参数设定
4.5.4 盾构土仓压力设定
4.6 伪压掘进模拟结果与分析
4.6.1 位移分析
4.6.2 塑性区分析
4.7 欠压掘进模拟结果与分析
4.7.1 严重欠压掘进(土仓上土压为0.2bar,下土压为0.4bar)
4.7.2 一般欠压掘进(土仓上土压为0.3bar,下土压为0.7bar)
4.8 保压掘进模拟结果与分析
4.8.1 位移分析
4.8.2 塑性区分析
4.9 解析解预测及其与数值模拟结果的比较
4.9.1 解析计算方法简介
4.9.2 解析解预测结果及其与数值模拟结果的对比
4.10 盾构掘进过程的土仓压力实际控制结果
4.11 工程试验段遇到的问题以及解决对策
5 结论
5.1 土压盾构
5.2 泥水盾构
参考文献
附录
作者简历
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