基于实测数据的盾构隧道环境影响分析方法研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于实测数据的盾构隧道环境影响分析方法研究国家自然科学基金项目（No.41330633）及上海市科学技术委员会科研项目（No.13231200402）资助硕士研究生：任瑛楠学号：1120109056导师：王建华副导师：陈锦剑申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：船舶海洋与建筑工程学院答辩日期：2015年1月授予学位单位：上海交通大学DissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterANALYSISMETHODSOFSHIELDTUNNELENVIRONMENTEFF

2、ECTSBASEDONMEASUREDDATAFundedbyTheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.41330633)&KeyProjectofShanghaiScienceandTechnologyCommittee(No.13231200402)Candidate：RENYingnanStudentID:1120109056Supervisor：Prof.WANGJianhuaAssistantSupervisor:AssociateProf.CHENJinjianAcademicDegreeAppliedfor：Mast

3、erofEngineeringSpeciality：GeotechnicalEngineeringSchoolofNavalArchitecture,Ocean,Affiliation：andCivilEngineeringDateofDefence：Jan，2015Degree-Conferring-Institution：ShanghaiJiaoTongUniversity上海交通大学硕士学位论文基于实测数据的盾构隧道环境影响分析方法研究摘要盾构法施工在隧道工程中有着广泛的推广和应用。随着施工技术的不断成熟，盾构隧道开始向大直径、长距离、复杂施工环境发展。在城市中心等复杂环境

4、新建隧道，往往不可避免的要在既有地下结构或基础工程附近穿越施工。复杂建设环境对隧道工程施工提出了微扰动变形的控制要求，为保证既有结构的运营安全和正常使用，必须对新建隧道环境影响进行准确的评估分析，从而在施工过程中实现微扰动的控制要求。土体参数作为分析环境影响的重要参数，具有很强的离散性和变异性，能否获得准确的土体参数会直接影响分析的精确度。为了有效控制施工环境影响，降低施工风险，需要准确的获得地层物理力学参数，进而对工程进行风险分析和预测，提出有效的控制措施。本文结合有限元数值模拟，提出了一种基于实测数据得到准确土体参数的方法，以及一种有限元模型简化方法，并成功运用于实际工程中。

5、本文主要工作内容与研究成果如下：（1）针对隧道施工，通过参数反分析方法来分析隧道施工对周围环境的影响。结合有限元计算软件，在前人的基础上，开发了适用于隧道工程施工的参数反分析算法，提出有效的反分析迭代方法及收敛标准。（2）借鉴多目标优化中的Pareto最优理论，结合多种遗传进化算法，提出一种更高效且准确的多目标参数反分析方法并利用该方法和数值模拟软件结合起来，用于分析隧道周围土体参数。通过同时考虑地面沉降和土体侧移、地面沉降和超孔压分布等，作为两个目标函数进行多目标参数分析，以及通过对两个目标所得结果同单目标分析所得结果的比较，肯定了多目标分析的准确性和可行性，实现该方法的实际应

6、用。（3）针对参数分析迭代计算量大的特点，为实现高效率参数分析，提I上海交通大学硕士学位论文出一种隧道二维平面模型的简化方法，避免三维模型耗时长的不足，提高基于实测数据的参数分析方法应用于实际工程的实用性。关键词：盾构隧道；环境影响；多目标；土体参数II上海交通大学硕士学位论文ANALYSISMETHODSOFSHIELDTUNNELENVIRONMENTEFFECTSBASEDONMEASUREDDATAABSTRACTShieldtunnelingmethodhasextensivepromotionandapplicationintunnelengineering.With

7、thecontinuousdevelopmentofconstructiontechnology,thedevelopmentdirectionofshieldtunnelturnsouttobelargediameter,longspanandcomplexconstructionenvironment.Whenconstructingtunnelsinbigcities,itisinevitabletopassthroughexistingundergroundstructu