盾構隧道結構安全的維護是軌道交通安全運營的重要保障,而隧道上方的加卸載作為對隧道結構變形影響最為明顯的外因,已在全國引起多起對隧道結構危害嚴重的安全事故。為了避免該類事故的反復發生,加強軌道交通結構安全的辨識與處理,本書編者基于自身從業經驗及工程實踐成果,總結了該類問題的機理、研究過程及應對措施等。
《軟土盾構隧道上方加卸載影響分析及控制技術》一書針對軟土盾構隧道上方加卸載的工程問題,采用理論分析、模型試驗、數值模擬與現場觀測分析相結合的方法,以上海典型地層為研究背景,系統介紹了加卸載對盾構隧道縱向變形和橫向變形的影響機理,通過對典型加載和卸載工程案例的長期監測和檢查分析,提出相應的盾構隧道變形整治措施,形成加卸載設計施工管理控制標準,對指導隧道上方加卸載處置以及對保障隧道安全具有重要的工程實踐意義。 本書既適合從事地鐵建設、管理和運營維護的技術人員借鑒參考,也可作為高等學校相關專業研究生的教學參考書。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 研究背景與意義 1
1.2 國內外研究現狀 6
1.2.1 加卸載引起的附加應力場和位移場 6
1.2.2 土體與隧道結構的相互作用分析 8
1.2.3 數值分析方法 9
1.2.4 模型試驗方法 11
1.3 研究內容 14
第2章 地面加載作用下隧道縱向變形理論計算研究 15
2.1 引言 15
2.2 隧道縱向變形理論計算模型 15
2.2.1 地基模型 15
2.2.2 隧道模型 17
2.2.3 隧道變形計算模型 20
2.2.4 地面加載作用下隧道附加應力計算 22
2.2.5 模型正確性驗證 28
2.3 參數分析 29
2.3.1 隧道埋深 30
2.3.2 加載大小 33
2.3.3 加載范圍 35
2.3.4 加載偏心距 37
2.3.5 土體模量 39
2.3.6 土體性質對隧道縱向變形的影響 41
2.3.7 堆載作用下隧道縱向變形安全系數評估 46
2.4 小結 48
第3章 地面加載作用下隧道橫向變形分析與模型試驗 49
3.1 引言 49
3.2 隧道橫向變形分析模型 49
3.2.1 有限元模型 49
3.2.2 參數分析 53
3.2.3 變形規律總結 66
3.3 模型試驗分析 66
3.3.1 模型試驗原理簡介 66
3.3.2 模型試驗設計 67
3.3.3 試驗過程 71
3.3.4 試驗結果分析 73
3.4 小結 79
第4章 上方卸載作用下盾構隧道變形數值分析 81
4.1 引言 81 4.2 土體本構模型及計算參數的選取 81
4.2.1 土體本構模型 82
4.2.2 上海典型土層HSS模型參數試驗研究 88
4.3 數值計算模型及工況設定 104
4.3.1 有限元模型 104
4.3.2 分析計算工況 107
4.3.3 計算參數 108
4.4 影響因素分析 109
4.4.1 開挖尺寸 109
4.4.2 土體加固 114
4.4.3 抗拔樁 120
4.4.4 開挖時間 122
4.5 小結 125
第5章 隧道上方加/卸載案例與控制治理技術 127
5.1 引言 127
5.2 加載案例與控制治理 127
5.2.1 案例一∶某地鐵隧道A區間上方堆載案例 127
5.2.2 案例二∶某地鐵隧道B區間上方道路加載案例 138
5.3 卸載案例與控制治理 149