浅谈砂砾地层地铁盾构施工过程土体扰动特性的原位试验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文砂砾地层地铁盾构施工过程土体扰动特性的原位试验研究姓名：荣建申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：黄醒春;周松20070201上海交通大学硕士学位论文砂砾地层地铁盾构施工过程土体扰动特性的原位试验研究砂砾地层地铁盾构施工过程土体扰动特性的原位试验研究摘要盾构法具有掘进速度快、土层适应范围广、施工安全、工程质量好等优点，在软土地铁隧道施工中越来越占据着主导地位。由于地铁隧道建设一般位于城市中心地段，周围建筑物及地下管线密集，因此如何有效控制盾构掘进对周围土体的扰动是盾构施工中的一项关键技术。尽

2、管目前盾构施工技术已比较成熟，国内外已有一些复杂地层盾构隧道施工的成功案例，但由于地质条件、工程特点以及工程区域周边环境等差异，这些案例的成功经验尚难以直接推广应用，更无法满足日益增长的复杂地层盾构法施工的要求。本文以北京地铁十号线麦子店西路～农展馆段为工程背景，在大粒径砂砾地层段和粘土地层段各设置四个土体分层沉降监测点、两个深层土体水平位移监测点和若干地表沉降监测点，对地铁盾构在穿越上述两种地层时周围土体的扰动情况进行了全面、系统的原位试验。以监测数据为依据，结合施工过程中地铁盾构施工对周围土体的扰动特性进行了分析，

3、具体研究工作如下：(1)选取地表沉降监测中有代表性的数据，结合两种地层的特点和施工参数的不同，分析了地表沉降的在时间和空间上的分布规律，对比粘土地层的沉降数据，着重阐释了砂砾地层地表沉降的特点。(2)分析了砂砾地层中土体的横向水平位移和纵向水平位移以及粘土地层中横向水平位移随施工过程在不同土体深度处的变化规律，结合施工参数得出了盾构在穿越砂砾地层条件下周围土体水平位移的一系列特性。上海交通大学硕士学位论文砂砾地层地铁盾构施工过程土体扰动特性的原位试验研究(3)对两种地层条件下分层沉降的数据进行了剖析，得出了土体分层沉降

4、的变化规律。(4)分析了土体在二次扰动工况下的变形规律。(5)建立三维有限元模型模拟盾构掘进过程，与实测结果对比，分析了土体扰动的一系列特征。关键词：砂砾地层，地铁盾构，粘土地层，土体扰动，原位试验上海交通大学硕士学位论文砂砾地层地铁盾构施工过程土体扰动特性的原位试验研究IN-SITUEXPERIMENTALRESEARCHONSOILDISTURBANCECHARACTERISTICSDURINGTHESUBWAYSHIELDCONSTRUCTIONPROCESSINTHEGRIT&PEBBLESTRATUMABST

5、RACTShieldMethodhasgraduallytakenthedominantroleinthesoftsoilsubwaytunnelconstructionduetotheadvantagesofhighdrivingspeed,widesuitabilityforvariousstratums,greatconstructionsafety,andgoodconstructionquality.Thetunnelconstructionisusuallycarriedoutinthecentralare

6、aofacity,wheretherearelotsofbuildingsandfullofundergroundpipes.Thus,itissignificanttocontrolthesurroundingsoil’sdisturbancecausedbythedrivingofshield.Thecurrentconstructiontechniqueofshieldtunnelhasbecomematureandtherearemanysuccessfulcasesofshieldconstructionin

7、complicatedstratumshomeandabroad.Nevertheless,moreresearchesarerequired.Thoseexperiencescannotbedirectlyappliedtocertaincase,becausethegeologycondition,projectconfigurationandsurroundingsofdifferentcasesvaryfromeachother.Therefore,therequirementsofshieldtunnelco

8、nstructionincomplicatedstratumarenotsatisfied.BasedonthebackgroundofMaizidianWestRoad-AgricultureExhibitionHallPartofBeijingNo.10Metro,acomprehensiveandsystematicalin