文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台研究
姓名:张强
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:杜守继
20070101
符号说明
γ――重度,N/m3;
Ex ――弹性模量,Pa;
µ ――泊松比;
c ――土的粘聚力,Pa;
φ――土的内摩擦角,°
ρ――密度,Kg/m3;
Ff ――浆液(地下水)对管片的浮力,N;
G ――重力,N;
Fn ――浆液对管片的粘滞阻力,N;
Ft ――土体对管片的作用力,N;
r ――管片半径,m;
A ――面积,m2;
τ――切应力,Pa;
µ ――浆液的粘性系数,Pa·s;
b ――每环管片的宽度,m;
s ――位移,m;
r1,r2 ――管片的外,内半径,分别为 ,;
FF,L,B,G ――分别为作用于封顶块,邻接块,标准块,拱底块上的顶力值,N;
FA,B,C,D ――分别为 A,B,C,D 四个顶力区的顶力值,N;
f y ――高强度螺栓的屈服强度,Pa;
Ae ――高强度螺栓的有效截面面积,m;
Fq ――千斤顶的顶力,N;
Fm ――密封垫的反力,N;
m ――质量,Kg;
t ――时间,s;
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N ――压力,N;
σ――正应力,Pa;
µc ――混凝土之间的摩擦系数,取 。
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学位论文作者签名:张强
日期: 2007 年 2 月 11 日
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学位论文作者签名:张强指导教师签名:杜守继
日期: 2007 年 2 月 11 日日期:2007 年 2 月 11 日
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盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台研究
摘要
盾构隧道通缝拼装管片的上浮和错台一直是困扰盾构隧道施工的
技术问题,随着盾构法隧道施工技术的发展和规范的要求,管片上浮和
错台引起的管片开裂、拼装困难和防水隐患等问题对施工和运营的影响
日益凸显,并直接影响到工程的质量以及运营和维护。本文以上海轨道
交通二号线西延伸段盾构隧道工程为背景,首先针对盾构推进过程中隧
道管片上浮和错台问题进行了适时监控测量,分析了盾构隧道管片上浮
和错台发生发展规律。接着,应用有限元数值分析方法模拟分析盾构推
进过程中管片结构的上浮和错台现象。在数值模拟过程中,考虑了管片
在盾构顶进过程中工况的不断变化,探讨了千斤顶的顶力和螺栓的预紧
力对错台大小及发展规律的影响。最后,本文还运用数学及力学理论、
方法对管片上浮和错台进行了理论分析,并且基于本文工程背景给出了
具体的实例分析。
本文在比较现场监测、数值模拟和理论分析的基础上,得出了盾构
隧道通缝拼装管片的上浮和错台的规律和结论。研究结果表明,管片错
台实质是由于不均匀的千斤顶顶力等因素造成了不同的块体之间的差
异性位移,并且管片错台从拼装开始便逐渐积累,错台总量逐渐增大最
后趋于稳定。而管片的上浮则是管片处于隧道开挖和壁后注浆等条件的
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共同作用下,失去抗浮能力产生的向上的位移,该位移随时间逐渐增大
最后也是趋于稳定。最后本文还给出了有关施工控制方面的一些建议,
为确保施工精度和提高工程质量提供依据。
关键词:盾构隧道,通缝拼装,错台,上浮,监测,数值模拟
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RESEARCH