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基坑開控卸荷對地鐵隧道變形規(guī)律影響及機理分析

基坑開控卸荷對地鐵隧道變形規(guī)律影響及機理分析

作者：孫華圣
出版社：西北工業(yè)大學(xué)出版社出版時間：2018-05-01
開本： 16開 頁數(shù)： 166
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基坑開控卸荷對地鐵隧道變形規(guī)律影響及機理分析 版權(quán)信息

基坑開控卸荷對地鐵隧道變形規(guī)律影響及機理分析 內(nèi)容簡介

　　《基坑開挖卸荷對地鐵隧道變形規(guī)律影響及機理分析》對于離心模型試驗，對于數(shù)值模擬，采用的大多數(shù)本構(gòu)模型無法考慮土體的小應(yīng)變特性以及應(yīng)力路徑依賴性等問題開展了解析解答、離心模型試驗以及數(shù)值模擬分析，提出了基坑開挖引起隧道位移的簡便預(yù)測模型，研究了土體的相對密實度以及支擋結(jié)構(gòu)的剛度對隧道變形規(guī)律的影響，分析了影響機理，系統(tǒng)研究了基坑開挖的三維效應(yīng)（基坑開挖的尺寸、隧道與基坑的相對位置）對隧道變形的影響。

基坑開控卸荷對地鐵隧道變形規(guī)律影響及機理分析 目錄

第1章 緒論
1．1 概述
1．2 基坑開挖對天然地基變形影響的研究現(xiàn)狀
1．2．1 現(xiàn)場監(jiān)測
1．2．1．1 地表沉降
1．2．1．2 基坑坑底隆起
1．2．1．3 支擋結(jié)構(gòu)水平位移
1．2．2 數(shù)值模擬
1．2．2．1 系統(tǒng)剛度和場地條件的影響
1．2．2．2 開挖尺寸的影響
1．2．3 解析解答
1．2．4 離心模型試驗
1．3 基坑開挖卸荷對既有隧道影響的研究現(xiàn)狀
1．3．1 隧道橫向和縱向內(nèi)力及變形規(guī)律研究
1．3．1．1 現(xiàn)場實測法
1．3．1．2 數(shù)值模擬
1．3．1．3 解析分析
1．3．1．4 離心模型試驗
1．3．2 基坑開挖引起隧道內(nèi)力和變形的影響因素研究
1．3．2．1 隧道襯砌剛度的影響
1．3．2．2 基坑開挖尺寸的影響
1．3．2．3 隧道與基坑的水平間距和豎向間距
1．3．2．4 基坑施工工況及支護與加固方法
1．3．3 本構(gòu)模型在基坑開挖對隧道影響模擬中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀
1．4 存在的問題
1．4．1 現(xiàn)有的解析解答需借助數(shù)值積分的方法求解
1．4．2 開展離心模型試驗再現(xiàn)土體應(yīng)力水平勢在必行
1．4．3 土體相對密實度和支擋結(jié)構(gòu)剛度對隧道變形影響機理不明確
1．4．4 考慮土體勁度的應(yīng)力應(yīng)變依賴性是合理開展數(shù)值模擬的關(guān)鍵
1．5 本書的研究內(nèi)容及技術(shù)路線

第2章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維解析模型
2．1 概述
2．2 解答推導(dǎo)過程
2．2．1 基本假定
2．2．2 計算模型
2．2．3 基本公式
2．2．3．1 水平三角形荷載作用在豎向矩形面上的位移解答
2．2．3．2 豎向均布荷載作用在水平向矩形面上的位移解答
2．2．4 基本解答的驗證
2．2．5 求解方法
2．3 解答驗證
2．3．1 對比現(xiàn)場監(jiān)測
2．3．2 對比數(shù)值模擬
2．3．3 對比離心模型試驗
2．4 參數(shù)分析
2．4．1 基坑開挖長度的影響
2．4．2 基坑開挖寬度的影響
2．4．3 基坑開挖深度的影響
2．4．4 隧道埋深的影響
2．4．5 隧道中心與基坑中心的距離的影響
2．4．6 土體彈性模量的影響
2．5 討論
2．6 本章小結(jié)

第3章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維離心模型試驗設(shè)計
3．1 離心模型試驗概述
3．1．1 幾種巖土物理模擬技術(shù)簡介
3．1．2 巖土離心模擬技術(shù)的基本原理
3．1．3 離心模擬技術(shù)的運動學(xué)原理
3．1．4 離心模擬的相似比
3．2 量綱分析
3．2．1 量綱分析基礎(chǔ)
3．2．1．1 基本量與導(dǎo)出量
3．2．1．2 量綱分析的依據(jù)
3．2．2 開挖卸荷對既有隧道影響問題的相關(guān)參數(shù)
3．2．3 量綱歸一化
3．3 離心模型試驗方案
3．3．1 **組試驗CD68和CD51
3．3．2 第二組試驗SD69和SS70
3．4 離心模型試驗設(shè)計
3．4．1 離心機
3．4．2 模型箱尺寸
3．4．3 試驗用土
3．4．4 密度標(biāo)定
3．4．5 模型支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計
3．4．6 模型隧道制作
3．4．7 模型量測
3．4．7．1 地表沉降和基坑坑底隆起量測
3．4．7．2 隧道位移及變形量測
3．4．7．3 隧道縱向和橫向彎矩量測
3．4．8 開挖模擬系統(tǒng)
3．4．9 模型安裝制備
3．4．1 0試驗?zāi)M進程
3．5 本章小結(jié)

第4章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維數(shù)值模型建立
4．1 概述
4．2 有限元軟件
4．3 土體、隧道、支擋結(jié)構(gòu)本構(gòu)模型選擇
4．3．1 亞塑性本構(gòu)模型理論基礎(chǔ)
4．3．2 考慮土體小應(yīng)變的亞塑性模型
4．3．3 亞塑性模型參數(shù)及標(biāo)定方法
4．4 離心模型試驗的數(shù)值計算模型及目的
4．4．1 有限元網(wǎng)格、邊界條件及單元類型選擇
4．4．2 本構(gòu)模型及模型參數(shù)
4．4．3 有限元模擬過程
4．5 數(shù)值參數(shù)分析計算模型及目的
4．6 三種不同土體本構(gòu)模型對隧道變形的預(yù)測能力研究
4．7 本章小結(jié)

第5章 土體相對密實度和支擋結(jié)構(gòu)剛度對隧道變形影響的離心試驗及數(shù)值分析
5．1 概述
5．2 離心模型試驗結(jié)果與分析
5．2．1 支擋結(jié)構(gòu)后的地表沉降
5．2．2 基坑坑底隆起
5．2．3 隧道縱向位移
5．2．4 隧道橫截面變形
5．2．5 隧道橫截面彎矩及彎曲應(yīng)變
5．2．6 隧道縱向彎矩及彎曲應(yīng)變
5．3 離心模型試驗的模擬與分析
5．3．1 隧道頂部縱向豎向位移
5．3．2 隧道頂部和底部土體的豎向應(yīng)力及勁度變化
5．3．3 隧道與基坑周圍土體的位移矢量圖
5．3．4 隧道橫截面襯砌直徑變化
5．3．5 隧道橫截面附加彎曲應(yīng)變
5．3．6 隧道襯砌周圍土壓力
5．3．7 隧道縱向附加彎曲應(yīng)變
5．4 本章小結(jié)

第6章 基坑開挖卸荷對隧道變形影響的三維數(shù)值模擬分析
6．1 概述
6．2 數(shù)值模擬方案
6．3 土體相對密實度及支擋結(jié)構(gòu)剛度對位于基坑正下方隧道的影響
6．3．1 不同土體相對密實度對隧道的影響
6．3．1．1 隧道縱向隆起
6．3．1．2 隧道橫向變形
6．3．1．3 隧道橫截面彎曲應(yīng)變
6．3．1．4 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．3．2 不同支擋結(jié)構(gòu)剛度對隧道的影響
6．3．2．1 隧道縱向隆起
6．3．2．2 隧道橫向變形
6．3．2．3 隧道橫截面彎曲應(yīng)變
6．3．2．4 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．4 土體相對密實度及支擋結(jié)構(gòu)剛度對位于基坑外側(cè)隧道的影響
6．4．1 隧道位移隨土體相對密實度的變化（C/D=2，He=9m）
6．4．2 隧道位移隨支擋結(jié)構(gòu)剛度的變化（C/D=2，He=9m）
6．4．3 支擋結(jié)構(gòu)剛度對墻后土體水平位移的影響（C/D=2，He=9m）
6．4．4 土體相對密實度對隧道的影響（C/D=1，He=15m）
6．4．4．1 隧道頂部縱向位移
6．4．4．2 隧道橫向變形
6．4．4．3 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．4．5 支擋結(jié)構(gòu)剛度對隧道的影響（C/D=1，He=15m）
6．4．5．1 隧道縱向沉降
6．4．5．2 隧道橫向變形
6．4．5．3 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．5 基坑開挖尺寸對隧道變形的影響
6．5．1 基坑開挖長度的影響
6．5．1．1 隧道頂部豎向位移
6．5．1．2 隧道橫截面變形
6．5．1．3 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．5．2 基坑開挖寬度的影響
6．5．2．1 隧道頂部豎向位移
6．5．2．2 隧道橫截面變形
6．5．2．3 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．5．3 基坑開挖深度的影響（隧道位于基坑正下方，C/D=3，He=15m）
6．5．3．1 隧道頂部豎向位移
6．5．3．2 隧道橫截面變形
6．5．3．3 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．5．4 基坑開挖深度的影響（隧道位于支擋結(jié)構(gòu)外側(cè)，C/D=1，He=15m）
6．5．4．1 隧道頂部縱向位移
6．5．4．2 隧道橫截面變形
6．5．4．3 隧道縱向彎曲應(yīng)變
6．6 隧道縱向隆起歸一化
6．6．1 離心模型試驗驗證
6．6．2 現(xiàn)場試驗驗證
6．7 本章小結(jié)
6．7．1 隧道位于基坑正下方
6．7．2 隧道位于基坑外側(cè)

第7章 結(jié)論與展望
7．1 總結(jié)
7．2 展望

附錄三 種不同土體本構(gòu)模型對基坑開挖卸荷引起隧道變形問題的預(yù)測能力研究
A．1 概述
A．2 離心模型試驗描述
A．3 有限元模擬
A．3．1 有限元網(wǎng)格及邊界條件
A．3．2 本構(gòu)模型及模型參數(shù)
A．3．2．1 Mohr-Coulomb模型
A．3．2．2 Duncan-Chang模型
A．3．2．3 Hypoplastic模型
A．3．2．4 模型參數(shù)標(biāo)定
A．3．3 有限元模擬過程
A．4 數(shù)值模擬結(jié)果對比
A．4．1 基坑坑底隆起
A．4．2 隧道縱向隆起及隆起梯度
A．4．3 隧道橫截面襯砌直徑變形
A．4．4 隧道橫截面彎曲應(yīng)變
A．4．5 隧道縱截面彎曲應(yīng)變
A．4．6 數(shù)值模擬結(jié)果總結(jié)
A．5 土體應(yīng)力、應(yīng)變以及勁度分析
A．5．1 隧道周圍土體應(yīng)力和勁度分布
A．5．2 隧道周圍土體應(yīng)變分布
A．5．3 考慮土體的小應(yīng)變特性在工程實踐中的意義
A．6 小結(jié)
參考文獻
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