盾构隧道施工对邻近基坑围护结构影响模拟分析

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1、苏州科技学院硕士学位论文（全日制专业学位）盾构隧道施工对邻近基坑围护结构影响模拟分析学生姓名：孙雷江指导教师姓名：廖瑛副教授专业领域：建筑与土木工程研究方向：岩土工程苏州科技学院土木工程学院二○一四年十二月MasterDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologySimulationanalysisoninfluenceofshieldtunnelexcavationtoneighboringfoundationpitsupportMasterCandidate:SUNLeiJiangSuperviso

2、r:AssociateProf.LIAOYingMajor:ArchitectureandCivilEngineeringResearchArea:GeotechnicalEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologyDepartmentofCivilEngineeringDecember,2014苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要盾构法隧道技术因多方面的优点在地铁建设中得到广泛应用，实践过程中盾构法施工技术不断得到改进和完善，但由于不同地质条件和施工工艺的限制，盾构施工过程中对周围土体及邻近构筑物的扰动仍然无

3、法避免。盾构隧道近接既有基坑施工时，将影响基坑围护结构的工作性状，甚至引发工程事故，故很有必要研究盾构隧道施工对邻近基坑围护结构工作性状的影响。本文针对邻近既有深基坑的盾构施工工况，进行了室内模型试验和对应的三维有限元动态模拟分析。通过试验与数值模拟结果的对比，验证了模拟的可行性和可靠性，并建立了隧道-土体-围护结构共同作用的三维有限元模型，进行了不同工况的模拟分析。研究了盾构隧道邻近既有基坑施工时，对周围土体及围护结构的影响情况，主要研究内容包括以下几点：1、利用室内模型试验和数值计算结果，研究了邻近既有基坑的盾构法隧道施工引起的纵、横向地表沉降分布特点，分

4、析了基坑存在对地表沉降分布的影响以及地表沉降随隧道开挖进尺的变化规律；2、通过数值分析得到土层不同深度处的地层位移数据，分析了隧道施工引起的隧道上方及隧道下方土层的变位情况；3、对连续墙围护结构的变形及位移进行研究，分析了盾构隧道施工对连续墙体工作性状的影响效应与影响规律，详细分析了墙体的变形特点及位移变化规律；4、利用三维有限元模拟了盾构隧道邻近既有基坑不同型式围护结构施工的工况，对比分析了各围护结构的变形特点，并针对地表沉降、地层变位、基坑围护结构的变形及位移的监测提出相关建议。关键词：盾构隧道，深基坑，地层变位，模型试验，数值模拟，三维有限元IMaste

5、rDissertationofSuzhouUniversityofScienceandTechnologyAbstractAbstractShieldtunnelinghasbeenwidelyusedinmetrotunnelconstructionbecauseofit’sadvantages,shieldtunneltechnologyisconstantlyimprovedandperfectedinpractice.But,duetotheinfluenceofdifferentgeologicalconditionsandconstructionc

6、raft,theeffectswhichinducedbytheundergroundspaceexploitationonthesurroundingclayandstructuresareinevitable.Shieldtunnelingwillinfluencethebehaviorsofadjacentfoundationpitfencingstructures,evencaseengineeringaccidents.Thestudyonthisproblembecomesmoreandmoreinstant.Forconsideringtheco

7、nstructionofshieldtunneladjacenttoanexistingdeepexcavation,thispaperdemonstratestheanalysisofthesoilmassdeformationbymeansofsimilarmodeltestunderlaboratoryconditionand3DFEMcomputation.Throughthecomparingexperimentalresultswiththenumericalsimulationresults,thefeasibilityandreliabilit

8、yofthesimulationwas