浅论复合地层中盾构隧道施工的环境效应研究

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1、华中科技大学硕士学位论文复合地层中盾构隧道施工的环境效应研究姓名：蒲诃夫申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：郑俊杰2010-05-26摘要当盾构隧道在复合地层中穿越构筑物密集区域时，盾构掘进引起的环境效应是不容忽视的。探讨复合地层中盾构隧道施工对周边环境的影响规律，寻求有效的变形控制措施具有重要的工程实际意义。本文以广佛地铁菊村～西朗盾构区间隧道为背景，对复合地层中盾构掘进引起的环境效应进行了分析研究。首先，以广佛地铁下穿西朗总站车库部分为背景，采用三维数值模拟方法分析了盾构掘进对邻近桩基的影响规律，并对桩基托换加固措施的沉降控制效果进行了深入的参数分析。结果表明：盾构掘进对紧

2、邻上部桩基的影响是比较显著的，必要时可进行桩基托换来有效地减小桩基沉降。托换桩桩长与既有桩基沉降呈非线性关系。然后，以广佛地铁下穿珠江水产研究所部分为背景，采用三维数值模拟的方法分析了含淤泥地层中盾构掘进对地层变形的影响规律。结果表明：含淤泥地层中，地表沉降持续时间较长，影响范围较广。最后，以广佛地铁下穿广州地铁1号线部分为背景，采用三维数值模拟方法探讨了盾构隧道施工对既有铁路线的影响规律。结果表明：铁路线的存在对地表沉降的影响并不大，但会影响到铁路所在位置土体的侧向变形。本文的研究成果对于在构筑物密集地区进行盾构隧道建设具有重要的参考价值。关键词：盾构隧道复合地层邻近桩基桩基托换既

3、有铁路线附加响应IAbstractWhenconstructingtunnelsinurbanareas,theinfluenceofshieldtunnelingonsurroundingenvironmentisanimportantissue.Ithasgreatengineeringsignificancetofindoutthemechanismoftheadditionalresponsesofsurroundingenvironmentinducedbytunnelingandseektheeffectivemeasurestocontrolgroundmovement

4、sandstructures’responses.OnthebasisofJushu-XilangSectionofGuangzhou-FoshanMetro,thisthesisstudiestheenvironmentaleffectofshieldtunnelingincomplexsoilstrata.Firstly,whenGuangzhou-FoshanMetrounderneathpassesthroughthepilefoundationsofXilangStation,three-dimensionalelasto-plasticnumericalsimulatio

5、nmodelsareestablishedtostudythetunneling-inducedgroundmovementanddeformationofadjacentpilefoundations.Thestrengtheningeffectsofunderpinningschemeanditsparametricstudiesarealsocarriedout.Theresultsshowthatincomplexsoilstrata,theinfluenceoftunnelingonadjacentpilefoundationsisobviousandit,whennece

6、ssary,couldbeeffectivelyreducedbyunderpinning.Therelationshipbetweenlengthofunderpinningpileandsettlementofexistingpilesisfoundtobenonlinear.Secondly,whenGuangzhou-FoshanMetrounderneathpassesthroughtheexistingbuildingsandotherstructuresofZhujiangAquaticProductResearchInstitute,three-dimensional

7、elasto-plasticnumericalsimulationmodelsareestablishedbyfinitedifferencecodetostudytheshieldtunneling-inducedgroundmovement.Theresultsshowthatinthesoilstratacontainingthicksiltlayer,theprocessofsurfacesubsidencetakeslongertimeandth