軟土盾構(gòu)隧道縱向設(shè)計方法研究.pdf

1、已投入運營的軟土盾構(gòu)隧道的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，其縱向沉降量和差異沉降量隨運營期的增長而不斷增加，由此產(chǎn)生的防水失效和局部破壞嚴(yán)重影響地鐵的正常運營。本論文以此為背景，針對克服和減小隧道縱向沉降及差異沉降的縱向設(shè)計理論開展了試驗、解析及數(shù)值模擬等工作。主要研究內(nèi)容及取得的成果如下： 本文通過分析當(dāng)前軟土盾構(gòu)隧道工程設(shè)計的現(xiàn)狀，結(jié)合上海軟土盾構(gòu)隧道的特點，提出更符合工程實際的軟土盾構(gòu)隧道結(jié)構(gòu)縱向設(shè)計方法——雙面彈性地基梁理論，并推導(dǎo)出受集

2、中力、集中力偶、局部均布荷載和局部線性分布荷載作用的雙面彈性地基梁的內(nèi)力、變形及地基反力的解析表達(dá)式。為檢驗該理論的正確性與準(zhǔn)確程度，進(jìn)行了相似模型試驗、理論對比、數(shù)值模擬及工程實測數(shù)據(jù)的研究。 上海典型盾構(gòu)隧道的相似模型試驗不僅得到了上海地鐵盾構(gòu)隧道的剛度有效率，而且研究表明隧道管片拼裝方式對隧道縱向抗彎剛度有顯著影響；在相同的荷載、下臥土層條件下，完全均質(zhì)隧道、部分均質(zhì)隧道、錯縫、通縫拼裝隧道的縱向沉降依次增大；局部均布荷載

3、下，模型試驗的豎向位移和地基反力與同等條件下雙面彈性地基梁理論值基本相等。 為說明雙面彈性地基梁理論的正確性，本文依據(jù)集中荷載作用下的解推導(dǎo)彈性地基梁在局部均布和局部線性分布荷載作用下的內(nèi)力、變形及地基反力的解析表達(dá)式，并將其相同條件下的解與雙面彈性地基梁理論解進(jìn)行對比，結(jié)果顯示相同條件下彈性地基梁與雙面彈性地基梁理論解的規(guī)律一致，只是值的大小有差異，一般情況下雙面彈性地基梁理論值比彈性地基梁理論值小。 利用MARC程序

4、模擬與模型試驗相同條件下原型隧道結(jié)構(gòu)和上海軟土隧道結(jié)構(gòu)頂部局部基坑開挖的工程實例，結(jié)果顯示隧道結(jié)構(gòu)的卸荷載回彈變形的有限元分析結(jié)果與工程實例的實測數(shù)據(jù)、雙面彈性地基梁理論值及彈性地基梁理論值的規(guī)律一致，只是相同點位的各自值有差異。 研究表明相同條件下雙面彈性地基梁理論值比彈性地基梁理論值小，而且雙面彈性地基梁的理論值比彈性地基梁理論值更接近模型試驗的豎向位移和地基反力值，由此可見，依據(jù)雙面彈性地基梁理論及盾構(gòu)隧道的縱向等效連續(xù)化