基于弹性地基模型的软土盾构隧道纵向变形分析

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1、上海交通大学硕士学位论文基于弹性地基模型的软土盾构隧道纵向变形分析姓名：万波申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄醒春20040210上海交通大学硕士学位论文基于弹性地基模型的软土盾构隧道纵向变形分析摘要论文针对软土地区采用大型盾构施工的隧道根据工程特点和地质特点建立了弹性地基模型并在综合考虑隧道上荷载作用特点地下水影响以及隧道底部土体反力特性的基础上推导了隧道最终纵向位移的解析表达式考虑隧道下部土体层状异性特征采用分层总和法在建立应力扩散相关关系的前提下建立了等效弹性刚度的层状异性弹性地基模型并推导出了土体等效刚度的解析表达式通过引进无拉力准则分别建立了适用于

2、隧道沉降和隆起的隧道纵向位移的分段解析表达式然后针对土体物理非线性特征并考虑到地基反力系数的取值方法和纵向位移的表达式都因隧道的隆沉情况而异提出了迭代逐次逼近的沉降计算方法并编写了相应的迭代分析计算程序该方法可以有效模拟土体的任意Pu的非线性关系通过对相关参数的调整本程序可以实现在各种荷载各种土体层状异性物理非线性特征的条件下对软土盾构法隧道最终纵向位移表达式的求解以复兴东路隧道工程为实例将盾构推进到369环时隧道纵向位移的计算结果和实测结果进行了比较从而对该计算方法的合理性(包括模型建立参数选取适用范围源程序的通用性等)进行了分析并通过对盾构分别推进到80环90环1

3、00环和110环以及盾构推进到80环时分别考虑盾构自重和不考虑自重两种情形下的隧道纵向位移计算讨论了盾构自重对隧道纵向位移产生的影响最I上海交通大学硕士学位论文后将分别采用Winkler模型和本文中模型计算的隧道纵向位移值进行比较分析了两种方法的差异考虑到土体抗拉强度非常小的特点本文中模型更符合实际情况结果表明对于软土地区采用大型盾构施工的隧道在一定长度范围内用本文中的模型来预测隧道的最终纵向位移是可行的关键词大型盾构软土弹性地基模型最终纵向位移II上海交通大学硕士学位论文ANALYSISONVERTICALDISPLACEMENTOFSHIELDTUNNELWITH

4、INSOFTGROUNDBASEDONELASTICFOUNDATIONMODELABSTRACTAsthehugeshielddrivingtunnelwithinsoftgroundisconcerned,byestablishingelasticfoundationmodelwhichisadaptivetoconstructioncharactersandgeologicalconditions,thispapergivestheresolutionoftheverticaldisplacementoftunnel,basedonadequatelyconsi

5、deringthecharacterofloadontunnel,theinfluenceofgroundwaterandthereactionofsoilundertunnel.Consideringdifferentpropertiesoflayeredsoilunderthetunnelanddiffusioncharacterofstressinsoil,theelasticfoundationmodel,whichisbasedontheequivalentelasticstiffnessandcanreflectdifferentpropertiesofl

6、ayeredsoil,isestablishedbythelaminatesummingmethod.Andtherelatedresolutionexpressionisreduced.Duetonon-tensionguideline,thispaperalsoreducesthesegmentexpressionsofthefinalverticaldisplacementoftunnel,adaptivetothesituationoftunnel,whetherupliftorsettlementindividually.Accordingtothenonl

7、inearcharacterofsoil,aswellasthattheselectionofreactioncoefficientkandtheexpressionsmustaccordwiththesituationoftunnel,theescalatorIII上海交通大学硕士学位论文methodispresentedtocalculatethedisplacementoftunnel.ThismethodcaneffectivelysimulatethearbitrarynonlinearrelationshipbetweenPu~ofsoi