目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 目的及意義 1
1.2 現(xiàn)有研究成果綜述 3
1.2.1 新建地鐵隧道下穿既有地鐵構(gòu)筑物影響因素 3
1.2.2 新建地鐵隧道下穿既有線力學(xué)行為研究現(xiàn)狀 4
1.2.3 新建地鐵隧道下穿既有線控制標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀 6
1.2.4 穿越工程施工方案的研究現(xiàn)狀 8
1.2.5 盾構(gòu)下穿既有線施工控制技術(shù)研究現(xiàn)狀 9
1.3 本書主要內(nèi)容 10
第2章 暗挖下穿既有地鐵隧道理論分析 13
2.1 概述 13
2.2 數(shù)值模擬基本原理 13
2.2.1 有限差分法軟件簡介 13
2.2.2 有限差分法分析原理簡介 14
2.3 依托工程概況 16
2.4 構(gòu)建三維計算模型 17
2.4.1 模型概況 17
2.4.2 計算的基本假定及本構(gòu)關(guān)系 17
2.4.3 模擬計算邊界條件及物理力學(xué)參數(shù) 18
2.4.4 模擬計算監(jiān)測點布置 19
2.4.5 模擬計算工況 20
2.5 既有地鐵結(jié)構(gòu)變形分析 21
2.5.1 既有地鐵結(jié)構(gòu)沉降變形分析 21
2.5.2 既有地鐵結(jié)構(gòu)水平變形分析 29
2.6 地表變形分析 30
2.6.1 沿新建隧道軸線地表變形分析 30
2.6.2 沿既有隧道軸線地表變形分析 34
2.7 地層變形分析 36
2.8 不同下穿凈距既有地鐵結(jié)構(gòu)受力分析 44
2.9 新建隧道施工步序?qū)�既有地鐵結(jié)構(gòu)變形和受力影響分析 45
2.9.1 新建隧道施工步序?qū)�既有地鐵結(jié)構(gòu)變形影響分析 45
2.9.2 新建隧道施工步序?qū)�既有地鐵結(jié)構(gòu)受力影響分析 49
2.10 本章小結(jié) 51
第3章 新建隧道下穿既有線地層沉降計算方法 52
3.1 概述 52
3.2 單洞隧道下穿既有線地層沉降計算方法 52
3.2.1 單洞隧道Peck經(jīng)驗理論公式 52
3.2.2 新建單洞地鐵隧道近距離下穿既有線地層沉降計算公式 54
3.2.3 工程實例分析 56
3.3 雙洞隧道下穿既有線地層沉降計算方法 59
3.3.1 雙洞隧道地層沉降計算 59
3.3.2 新建雙洞地鐵隧道近距離下穿既有線地層沉降計算公式 62
3.3.3 工程實例分析 72
3.4 本章小結(jié) 77
第4章 暗挖隧道下穿既有線路沉降控制標(biāo)準(zhǔn)研究 78
4.1 概述 78
4.2 新建地鐵隧道下穿既有線路判斷準(zhǔn)則 78
4.3 基于不同因素下穿既有線路沉降控制基準(zhǔn)研究 79
4.3.1 基于既有隧道結(jié)構(gòu)最大彎矩沉降研究 80
4.3.2 基于既有隧道結(jié)構(gòu)曲率半徑沉降研究 89
4.3.3 基于既有隧道結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力沉降研究 90
4.3.4 基于既有隧道軌道結(jié)構(gòu)變形沉降研究 91
4.3.5 基于既有隧道結(jié)構(gòu)容許切應(yīng)變沉降研究 93
4.4 基于數(shù)值分析的既有隧道沉降標(biāo)準(zhǔn)確定 95
4.4.1 結(jié)構(gòu)受力安全性評價 95
4.4.2 基于結(jié)構(gòu)受力特征的沉降標(biāo)準(zhǔn)確定 96
4.5 新建黃土地鐵隧道近距離下穿既有地鐵線路預(yù)警 99
4.6 本章小結(jié) 99
第5章 盾構(gòu)下穿既有隧道理論分析 101
5.1 概述 101
5.2 依托工程概況 101
5.2.1 工程簡介 101
5.2.2 工程地質(zhì) 104
5.2.3 水文地質(zhì) 106
5.3 構(gòu)建三維計算模型 106
5.3.1 模型建立及邊界條件 106
5.3.2 本構(gòu)模型選取及計算假設(shè) 107
5.3.3 材料參數(shù) 108
5.3.4 初始應(yīng)力場的建立 110
5.3.5 盾構(gòu)施工過程的模擬 112
5.4 設(shè)計模擬工況 116
5.4.1 試驗方法的確定 116
5.4.2 影響因素及水平 117
5.4.3 工況設(shè)計 117
5.4.4 正交試驗結(jié)果分析 119
5.5 施工參數(shù)對既有地鐵隧道變形的影響分析 121
5.5.1 土倉壓力的影響 121
5.5.2 注漿壓力的影響 126
5.5.3 注漿厚度的影響 128
5.6 各因素對既有地鐵隧道變形的敏感性分析 132
5.6.1 正交試驗各工況數(shù)值模擬結(jié)果 132
5.6.2 極差分析 134
5.7 本章小結(jié) 137
第6章 盾構(gòu)下穿既有地鐵隧道施工參數(shù) 139
6.1 概述 139
6.2 基于理論計算的盾構(gòu)掘進參數(shù)優(yōu)化分析 139
6.2.1 土壓力控制 140
6.2.2 頂推力控制 145
6.2.3 刀盤扭矩控制 150
6.2.4 掘進速度控制 152
6.2.5 出土量控制 153
6.2.6 盾尾注漿控制 153
6.3 基于數(shù)值模擬的盾構(gòu)掘進參數(shù)優(yōu)化分析 156
6.3.1 土倉壓力參數(shù)優(yōu)化 156
6.3.2 注漿壓力參數(shù)優(yōu)化 157
6.3.3 注漿范圍參數(shù)優(yōu)化 157
6.4 本章小結(jié) 158
第7章 渣土改良技術(shù) 159
7.1 概述 159
7.2 評價標(biāo)準(zhǔn) 159
7.3 試驗方案 160
7.3.1 試驗?zāi)康募皟?nèi)容 160
7.3.2 試驗工況設(shè)計 162
7.4 渣土改良試驗數(shù)據(jù)分析 162
7.4.1 鈉基膨潤土泥漿黏度試驗結(jié)果分析 162
7.4.2 改良砂土坍落度試驗結(jié)果分析 163
7.4.3 改良砂土滲透性試驗結(jié)果分析 165
7.4.4 改良砂土直剪試驗結(jié)果分析 166
7.5 渣土改良現(xiàn)場效果評價及進一步優(yōu)化 168
7.6 本章小結(jié) 170
第8章 盾構(gòu)下穿既有地鐵隧道力學(xué)行為實測 171
8.1 概述 171
8.2 既有地鐵隧道變形和受力現(xiàn)場監(jiān)測方案 171
8.2.1 既有地鐵隧道變形監(jiān)測方案 171
8.2.2 既有地鐵隧道受力監(jiān)測方案 174
8.3 既有地鐵隧道變形監(jiān)測結(jié)果及分析 177
8.3.1 既有地鐵隧道道床變形分析 177
8.3.2 既有地鐵隧道邊墻變形分析 179
8.3.3 盾構(gòu)不同掘進位置時既有隧道豎向位移分析 180
8.3.4 既有隧道單測點沉降時程分析 183
8.4 既有地鐵隧道受力監(jiān)測結(jié)果分析 184
8.5 既有地鐵隧道力學(xué)行為數(shù)值分析 187
8.5.1 數(shù)值模擬與現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果對比分析 187
8.5.2 變形規(guī)律分析 191
8.5.3 受力特性分析 194
8.6 本章小結(jié) 210
第9章 暗挖通道上跨既有地鐵隧道理論分析 212
9.1 概述 212
9.2 依托工程概況 212
9.2.1 工程簡介 212
9.2.2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)情況 214
9.2.3 周邊建筑物情況 217
9.2.4 地下管線情況 217
9.3 有限元模型的建立 218
9.3.1 模型概況 218
9.3.2 模型計算假定及本構(gòu)關(guān)系 219
9.3.3 有限元單元的選取 219
9.3.4 模型計算邊界 220
9.3.5 模型計算參數(shù) 220
9.3.6 監(jiān)測斷面布置方案 221
9.3.7 各種模擬工況 222
9.4 不同方案實施對既有地鐵結(jié)構(gòu)變形規(guī)律的計算分析 224
9.4.1 既有地鐵結(jié)構(gòu)豎向變形規(guī)律計算分析 224
9.4.2 既有地鐵結(jié)構(gòu)水平變形規(guī)律計算分析 227
9.5 不同預(yù)加固措施下既有地鐵隧道受力規(guī)律計算分析 230
9.5.1 夾層土體注漿時暗挖通道上跨施工對既有地鐵的受力狀態(tài)影響 231
9.5.2 夾層土體不注漿時暗挖通道上跨施工對既有地鐵的受力狀態(tài)影響 231
9.6 本章小結(jié) 232
第10章 暗挖通道上跨既有地鐵隧道力學(xué)特征實測 233
10.1 概述 233
10.2 監(jiān)測項目及監(jiān)測要求 233
10.3 監(jiān)測方法與測點布置 234
10.3.1 監(jiān)測方法 234
10.3.2 所用測試元件及其工作原理 237
10.3.3 測點布置及其注意事項 238
10.4 現(xiàn)場測試結(jié)果及分析 240
10.4.1 既有地鐵隧道初期支護與二次襯砌間接觸壓力測試結(jié)果及分析 240
10.4.2 既有地鐵隧道二次襯砌混凝土應(yīng)力測試結(jié)果及分析 242
10.4.3 新建上跨通道施工引起地表沉降測試結(jié)果及分析 244
10.4.4 既有地鐵隧道變形測試結(jié)果及分析 245
10.5 本章小結(jié) 247
參考文獻(xiàn) 249