星河路隧道工程论文提纲

论文题目：近距离基坑开挖对下卧地铁隧道位移影响分析及位移控制措施研究

摘要：作为城市的生命线,地铁遍布地下空间,由于城市的建（构）筑物密集,某些工程项目无可避免会与地铁隧道相邻。基坑工程不仅影响到周边建筑物发生沉降,而且土体的卸载也会引起周边岩土应力变化和位移变化,从而使得地下管线和地铁隧道等发生不同程度的变形。作为人民主要出行方式,地铁每天承载着城市一大部分的运载量。若果地铁隧道出现事故,不仅会导致严重的经济损失,甚至危及乘客的生命安全,因此选择合理的基坑开挖方案和工程保护措施显得非常重要。本文结合深圳前海双界河路（及其地下道路）市政工程中地铁11号线“宝安站前海站”保护区基坑工程,采用有限元数值模拟方法进行研究,并且分析基坑开挖对下卧地铁隧道的影响,得到的主要成果如下:（1）根据现有土力学理论,对土体卸载引起隧道位移的现象进行分析;主要介绍了基于弹性地基梁理论对基坑开挖引起地铁隧道位移的计算方法,利用伽辽金方法求解弹性地基梁微分方程,得出隧道竖向位移的数值解。（2）利用MIDAS/GTS NX有限元软件模拟竖井开挖方案的基坑施工过程,分析基坑开挖时对隧道产生的影响。并且与原来监测数据进行对比,得出有限元计算结果与监测数据比较吻合,验证本次模拟的合理性;利用相同的建模方法模拟原分层分块放坡开挖方案,与竖井方案开挖进行对比,得出竖井开挖方案更有利于控制隧道位移的结论。（3）在本次工程中因为施工不当导致隧道位移过大,因此建立三维有限元模型模拟隧道内堆载和隧道上方覆土回填两种抢险措施,根据计算结果分析两者的优点和缺点,并给出建议方案;对两种地基加固形式和不同加固深度进行研究,计算结果得出满堂加固下隧道位移对加固深度变化更加敏感,在软弱地基中加固比在土质良好的地基中加固更加有效;介绍隧道内加支撑和基坑降水对隧道隆起有一定减少的影响。

关键词：地铁隧道;基坑开挖;数值模拟;位移分析;控制措施

学科专业：建筑与土木工程（岩土工程）（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景及目的

1.2 国内外研究现状

1.2.1 基坑开挖卸载引起隧道位移理论计算研究

1.2.2 基坑开挖卸载引起隧道位移数值模拟研究

1.2.3 基坑开挖卸载引起隧道位移监测结果研究

1.3 主要研究内容

第二章 基坑开挖引起隧道位移的计算理论研究

2.1 基坑开挖导致隧道产生位移的机理分析

2.2 残余应力法

2.3 利用Mindlin理论和温克尔地基梁理论建立计算方程

2.3.1 利用Mindlin理论计算土体附加应力

2.3.2 利用温克尔地基梁理论建立计算方程

2.4 利用数值积分方法求解计算方程

2.4.1 利用高斯积分法求解Mindlin应力解中的定积分项

2.4.2 利用伽辽金法求解温克尔地基梁计算方程

2.5 本章小结

第三章 工程实例与监测数据分析

3.1 工程背景

3.2 施工工艺

3.3 工程地质条件

3.4 水文地质条件

3.5 监测点布置方案

3.6 监测变形控制指标

3.7 监测频率

3.8 监测位移数据分析

3.9 本章小结

第四章 基坑开挖引起下卧隧道位移的数值模拟

4.1 MIDAS/GTSNX软件介绍

4.2 有限元模型基本假定

4.3 模拟中所使用的本构模型介绍

4.3.1 土体卸载应力路径

4.3.2 修正摩尔库伦本构模型

4.3.3 修正摩尔库伦本构的屈服函数

4.3.4 本构模型的参数选取

4.4 模型中材料参数的选取

4.4.1 抗拔桩与土体接触界面模拟

4.4.2 围护桩的模拟

4.4.3 计算模型的建立

4.5 小竖井开挖方案工况模拟

4.6 竖井开挖方法引起隧道位移模拟结果分析

4.6.0 基坑变形分析

4.6.1 隧道竖直方向位移结果分析

4.6.2 隧道水平方向位移结果分析

4.7 模拟结果与实际监测数据对比

4.7.1 隧道竖直方向位移对比分析

4.7.2 隧道水平方向位移对比分析

4.8 本章小结

第五章 两种不同开挖方方案对比分析

5.1 原分层分块放坡开挖方案

5.2 原开挖方案的有限元模拟计算

5.2.1 原开挖方案工况模拟

5.2.2 原方案开挖引起隧道位移模拟结果分析

5.3 两种不同方案开挖下隧道位移对比分析

5.3.1 隧道竖直方向位移对比分析

5.3.2 隧道水平方向位移对比分析

5.3.3 对比分析结论

5.4 本章小结

第六章 控制隧道隆起的几种工程措施

6.1 抢险方案研究

6.1.1 隧道内重物堆载分析

6.1.2 方案一：隧道内重物堆载

6.1.3 原卸载区域覆土回填分析

6.1.4 方案二：卸载区域覆土回填

6.1.5 建议方案

6.2 地基加固对隧道隆起的影响

6.3 隧道洞内布置支撑

6.4 基坑降水对隧道隆起的影响

6.4.1 降水影响分析

6.5 本章小结

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2 展望

参考文献

致谢