滲流作用下地鐵盾構(gòu)施工過程地層變形規(guī)律及穩(wěn)定性研究.pdf

1、近些年來，隨著城市建設(shè)速度越來越快，擴(kuò)建范圍越來越大，城市建設(shè)逐漸向地下發(fā)展，人們不斷的對(duì)城市地下空間進(jìn)行拓展，城市地鐵建設(shè)在很多方面表現(xiàn)出很高優(yōu)勢(shì)，比如很大緩解了地面交通壓力，對(duì)城市交通環(huán)境有很大改善，從科學(xué)角度講城市地下對(duì)城市地下空間的拓展有利于城市經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
　　人們對(duì)城市地下空間不斷進(jìn)行開發(fā)，在城市地下空間開發(fā)利用的過程中面臨許多不利因素，地層的復(fù)雜程度也不斷增加，地鐵施工具有很大的風(fēng)險(xiǎn)及難度，且研究難度極大，施工

2、過程中開挖面穩(wěn)定性的預(yù)測(cè)和控制非常困難，極易發(fā)生城市路面塌陷等災(zāi)害事故。對(duì)于城市路面穩(wěn)定性的研究，很多學(xué)者在理論分析及數(shù)值模擬方面進(jìn)行大量研究，并取得有效成果。模型實(shí)驗(yàn)作為地下工程研究的重要手段之一，在城市路面塌陷研究中應(yīng)用較少。本文以模型實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，充分了解盾構(gòu)施工過程，并在盾構(gòu)過程中進(jìn)行發(fā)展創(chuàng)新，在研究過程中充分考慮地下水滲流的影響，在模型試驗(yàn)中加入不同高度水頭，相應(yīng)數(shù)值模擬中加入不同水壓，充分考慮到地下水滲流的對(duì)于盾構(gòu)開挖地表穩(wěn)定

3、性的影響，以研究成果為基礎(chǔ)，應(yīng)用于濟(jì)南地鐵施工，取得了具有一定理論價(jià)值和工程意義的研究成果，主要包括:
　　(1)闡述了城市地下空間開發(fā)特別是盾構(gòu)法施工概況，總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外地下水滲流領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和研究成果，指出了在考慮地下水滲流作用下盾構(gòu)施工地面塌陷研究中存在的主要問題，介紹了本文的主要研究?jī)?nèi)容。
　　(2)研發(fā)了盾構(gòu)施工模型試驗(yàn)臺(tái)架，配制了符合現(xiàn)場(chǎng)圍巖地質(zhì)力學(xué)參數(shù)的新型流固耦合相似材料，制作了可多方面研究地表穩(wěn)定性的可

4、視化平臺(tái)，研發(fā)了水中信息監(jiān)測(cè)方法及自動(dòng)化信息監(jiān)測(cè)采集裝置，并最終應(yīng)用于濟(jì)南地鐵盾構(gòu)施工模型試驗(yàn)。
　　(3)開展了復(fù)合地層地表穩(wěn)定性模型試驗(yàn)，研究了復(fù)合地層中不同埋深、不同水頭高度條件下對(duì)地鐵盾構(gòu)施工地表沉降的影響，分析了不同埋深和不同水頭高度對(duì)地表變形規(guī)律的影響，揭示了地表失穩(wěn)塌陷的演化機(jī)制。
　　(4)采用數(shù)值計(jì)算方法對(duì)地下水滲流作用下盾構(gòu)施工進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，分別研究了盾構(gòu)在上硬下軟地層和上軟下硬的復(fù)合地層施工中，不