頂管施工引起的地層移動(dòng)與變形控制研究.pdf

1、頂管作為一種現(xiàn)代化敷設(shè)管道的施工方法,越來(lái)越多地受到工程界的重視.主要原因在于它可避免施工對(duì)鐵路、交通和人流的影響、大量的土方工程及對(duì)軸線附近的建筑設(shè)施和風(fēng)景區(qū)的破壞.但是,無(wú)論采用何種施工方法,地下管道工程施工都不可避免地產(chǎn)生地層運(yùn)動(dòng),尤其是地面沉降.若這種地層移動(dòng)與地面沉降過(guò)大,將會(huì)直接影響地下管網(wǎng)設(shè)施與地面建筑物的安全使用.本文以南京30萬(wàn)立方米/日的污水處理頂管系統(tǒng)工程為背景,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、力學(xué)分析、數(shù)值模擬對(duì)頂管頂進(jìn)土體變形機(jī)

2、理與變形規(guī)律,影響地面變位的因素,減小對(duì)周圍環(huán)境的影響與地面變位的各種施工控制措施進(jìn)行全面探討,為以后類似頂管設(shè)計(jì)與施工提供參考.具體內(nèi)容如下:1.結(jié)合大型污水管網(wǎng)工程的實(shí)際施工特點(diǎn),分析了頂管施工在頂進(jìn)過(guò)程中對(duì)土體擾動(dòng)的力學(xué)機(jī)理及天然土體所發(fā)生應(yīng)力狀態(tài)的變化.相應(yīng)于原始應(yīng)力狀態(tài)變化情況可將其分為幾個(gè)不同的區(qū)域.分析了擾動(dòng)區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的變化、擾動(dòng)區(qū)土體性質(zhì)的變化、地層移動(dòng)原因及地表移動(dòng)規(guī)律.2.運(yùn)用MATLAB6.1程序平臺(tái),基于MIND

3、LIN解的基本算法,編制了實(shí)用計(jì)算程序(PPJKING),結(jié)合南京城北污水收集系統(tǒng)工程W14-W16標(biāo)段的頂管工程,分析在頂管頂進(jìn)施工過(guò)程中,頂進(jìn)正面土體在頂進(jìn)荷載作用下產(chǎn)生的"拱"效應(yīng),探討起"拱"范圍與周圍土體的應(yīng)力狀態(tài).利用數(shù)值擬合與圖形的明暗插補(bǔ)方法給出了頂進(jìn)施工時(shí)土體沿任一路徑的應(yīng)力分布曲線與地層移動(dòng)狀態(tài)圖.3.利用ANSYS軟件對(duì)頂管施工引起地層移動(dòng)進(jìn)行三維有限元分析,將土體假定為理想彈塑性體,模擬分析了在正面推進(jìn)力、地層損