隧道施工引起地层移动的半解析方法研究

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1、长沙理工大学硕士学位论文隧道施工引起地层移动的半解析方法研究姓名：潘旭东申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：柳厚祥20090501摘要在城市修建地铁隧道等地下结构时，地铁隧道的施工必须以地表构(建)筑物的正常使用为前提，过大的地表沉降和变形会引起地表路面或建筑物的下沉、开裂，对其安全使用会造成严重的影响。为减少地铁隧道施工引起地层移动给周围环境带来的不利影响，必需对地层移动进行有效预测。论文主要完成以下几方面的工作：1．首先针对目前国内外在修建隧道工程引起的地层移动计算方法和理论研究现状，基于弹性半空

2、间的Mindlin位移解，推导出隧道施工引起地层移动的半解析公式，并把推导出的半解析公式应用于单洞和双洞地铁隧道工程实例，分析和验证了此方法的合理性。2．运用弹性半空间的Mindlin位移解推导出的半解析公式，分析隧道施工在不同洞径、不同应力释放系数和不同土体压缩模量引起地层移动的量化规律。3．基于弹性半空间的Mindlin位移解，推导了在盾构隧道施工时，考虑盾构掌子面正面的附加推力、盾构掌子面推力不足、盾构对周边土的摩擦力和土体因为开挖卸载等因素引起的地层变形的半解析公式，并分析这些因素对盾构隧道施工引起

3、地层变形的影响。4．通过对盾构施工时附加推力的分析，发现在盾构隧道施工时，盾构对前方土体的附加推力引起前方土体的隆起，而后方土体沉降，隧道埋深越浅附加推力对地表变形影响越明显。对掌子面的推力小于前方土体压力时引起前方土体的沉降，盾构对周围土体的摩擦力引起前方土体的隆起，而后方土体沉降。关键词：隧道旌工；地层移动；半解析法；沉降预测；盾构AbstractWhenconstructingundergroundstructuressuchassubwayintheurban，wemustpremisethenor

4、maluseofthesurfacebuildings，ifthesettlementanddeformationofthegroundistoolargeitwillcausethesettlementsorcracksoftheroadsorbuildings．Itwillhaveseriousimplicationsfortheirsafeapplication．Toreducetheadverseeffectsofsurroundingenvironmentinducedbyconstruction

5、ofthesubway,wemusteffectivelytopredictthegroundmovement．Themaincontentofthethesisisasfollows：1．Firstsummarizesthecurrentcalculationmethodsandtheoriesofgroundmovementinducedbyconstructingsubwayathomeandabroad．BasedontheMindlindisplacementsolutioninelasticha

6、lf-space，deducethesemi·analyticalsolutionofgroundmovementinducedbytunnelconstructing．Andusethederivedsemi—analyticalsolutionappliestotheengineeringexamplesofsingleanddoubletunnels，analyzedandverifiedthereasonableofthismethod．2．Applyingthederivedsemi—analyt

7、icalsolutionbased．ontheMindlindisplacementsolutioninelastichalf-space，analyzingthequantitativelawofgroundmovementinducedbytunnelconstructionatdifferentdiameter、differentstressreleasingcoefficientanddifferentsoilcompressionmodulusinfluencefactors．3．Basedont

8、heMindlindisplacementsolutioninelastichalf-space，derivedthesemi．analyticalsolutioninshieldtunnelconstructionconsideringtheaddictivethrustonthetunnelface、lackthrustonthetunnelface、thefictionforcetothesurroundi