滲流作用下地鐵盾構施工過程地層變形規(guī)律及穩(wěn)定性研究.pdf

1、近些年來，隨著城市建設速度越來越快，擴建范圍越來越大，城市建設逐漸向地下發(fā)展，人們不斷的對城市地下空間進行拓展，城市地鐵建設在很多方面表現出很高優(yōu)勢，比如很大緩解了地面交通壓力，對城市交通環(huán)境有很大改善，從科學角度講城市地下對城市地下空間的拓展有利于城市經濟的可持續(xù)發(fā)展。
　　人們對城市地下空間不斷進行開發(fā)，在城市地下空間開發(fā)利用的過程中面臨許多不利因素，地層的復雜程度也不斷增加，地鐵施工具有很大的風險及難度，且研究難度極大，施工

2、過程中開挖面穩(wěn)定性的預測和控制非常困難，極易發(fā)生城市路面塌陷等災害事故。對于城市路面穩(wěn)定性的研究，很多學者在理論分析及數值模擬方面進行大量研究，并取得有效成果。模型實驗作為地下工程研究的重要手段之一，在城市路面塌陷研究中應用較少。本文以模型實驗為基礎，充分了解盾構施工過程，并在盾構過程中進行發(fā)展創(chuàng)新，在研究過程中充分考慮地下水滲流的影響，在模型試驗中加入不同高度水頭，相應數值模擬中加入不同水壓，充分考慮到地下水滲流的對于盾構開挖地表穩(wěn)定

3、性的影響，以研究成果為基礎，應用于濟南地鐵施工，取得了具有一定理論價值和工程意義的研究成果，主要包括:
　　(1)闡述了城市地下空間開發(fā)特別是盾構法施工概況，總結了目前國內外地下水滲流領域的研究現狀和研究成果，指出了在考慮地下水滲流作用下盾構施工地面塌陷研究中存在的主要問題，介紹了本文的主要研究內容。
　　(2)研發(fā)了盾構施工模型試驗臺架，配制了符合現場圍巖地質力學參數的新型流固耦合相似材料，制作了可多方面研究地表穩(wěn)定性的可

4、視化平臺，研發(fā)了水中信息監(jiān)測方法及自動化信息監(jiān)測采集裝置，并最終應用于濟南地鐵盾構施工模型試驗。
　　(3)開展了復合地層地表穩(wěn)定性模型試驗，研究了復合地層中不同埋深、不同水頭高度條件下對地鐵盾構施工地表沉降的影響，分析了不同埋深和不同水頭高度對地表變形規(guī)律的影響，揭示了地表失穩(wěn)塌陷的演化機制。
　　(4)采用數值計算方法對地下水滲流作用下盾構施工進行了三維數值模擬，分別研究了盾構在上硬下軟地層和上軟下硬的復合地層施工中，不