隧道施工扰动下邻近管线的位移及其周围土体变形的研究

摘要

城市隧道施工过程中，管线安全问题是城市现代化建设中一个亟待解决的关键性技术问题。隧道开挖会破坏隧道周围土体的内力平衡，造成土体的变形和位移，进而使这部分土体中既有管线承受的荷载和约束发生变化，管线的内力改变并重分布。这样，既有管道就存在安全问题。本文对隧道施工过程中邻近管线的位移和管线周围土体变形进行了研究，主要研究内容包括： 1.总结了地下管线的安全性判别方法及保护措施，分析归纳了管线变形参数与地表沉降值之间的关系。以杭州市某排水管为例，通过建立有限元模型，对其在施工中会受到的影响进行了预测。 2.分析了隧道施工对邻近地下管线位移影响参数的敏感性，主要包括管线与隧道相对位置、管材以及管线埋深等，得出了相应规律，可供地下管线安全性评价参考。 3.分析了隧道施工对邻近地下管线周围土体变形的影响，主要包括在土体变形模量、管壁厚度、隧道埋深和隧道直径改变时土体变形的变化，得出了相应规律，对隧道施工扰动下管线所受影响的进一步研究具有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1引言

1.1选题背景

1.2研究意义

1.3研究现状与不足

1.3.1地下管线的初始应力

1.3.2地下管线与周围土体的相互作用

1.3.3地下管线在隧道施工影响下的变形研究

1.3.4地下管线的破坏模式

1.3.5地下管线的安全性判别方法

1.3.6地下管线的控制标准

1.3.7地下管线的保护措施

1.3.8存在的问题与不足

1.4本文的研究内容和思路

1.4.1研究内容

1.4.2研究思路

1.5本章小结

2城市隧道施工引起的地表及土层沉降规律

2.1隧道施工扰动引起的地层变形

2.2地表沉降与变形规律

2.2.1经验公式法

2.2.2解析法

2.2.3数值法

2.3模拟隧道开挖有限元模型的建立

2.3.1隧道开挖的有限元分析

2.3.2土体的本构模型

2.3.3隧道开挖的有限元方法

2.3.4模拟隧道开挖有限元模型的建立

2.4本章小结

3隧道施工中邻近管线变形的预测

3.1概述

3.2管线平面上的沉降曲线

3.3解析方法确定地表沉降控制值

3.3.1管线变形参数确定

3.3.2地表最大沉降值与地下管线的变形的关系

3.4工程实例分析

3.5本章小结

4隧道施工中邻近管线的位移分析

4.1有限元模型建立

4.2位移影响参数敏感性分析

4.2.1管线垂直于隧道轴线时位移影响参数敏感性分析

4.2.2管线平行于隧道轴线时位移影响参数敏感性分析

4.3本章小结

5隧道施工中管线周围土体变形分析

5.1有限元模型建立

5.2管线周围土体变形分析

5.2.1土体变形模量变化时管线周围土体变形

5.2.2管壁厚度变化时管线周围土体变形

5.2.3隧道埋深变化时管线周围土体变形

5.2.4隧道直径变化时管线周围土体变形

5.3本章小结

6结论与展望

6.1本文结论

6.2研究展望

参考文献

作者简历