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海底隧道盾构对接地层稳定与施工过程管片力学特性研究

唐一丰

  盾构法作为隧道施工的一种主要的施工方法之一已经在我国得到了广泛的应用,然而盾构作为一种比较新的方法,在设计和施工上都有着很多问题需要解决。第一个问题是,盾构对接在长大隧道中有它的天然优势,但是相应的技术难度也比较大。广州狮子洋海底盾构隧道在国内首次采用了盾构对接方法。盾构对接的时候围岩是否稳定?选择什么样的对接方法最科学?本文以广州狮子洋海底盾构隧道为工程背景,以离心实验为主要研究手段,同时结合数值模拟分析对这个问题也进行了探讨,并得出了一些有意义的结论。 第二个问题就是:盾构工程中,衬砌管片的投资一般占工程投资的30~40%,是影响施工经济性和结构安全性的重要因素。然而在同等条件下,我国的盾构管片比国外要厚很多,钢筋也用得多了很多。我国的盾构管片的设计是不是过于保守?能否在科学分析的基础上把造价进一步降低?本文通过现场试验和数值分析,力求探讨出盾构管片的真实受力情况,为盾构管片的设计提供科学指导。本文的主要研究成果如下: (1)研究离心试验的理论,确定了本离心试验的离心加速度,并完成了围岩相似材料、隧道结构相似材料的配制、模型的制作以及相关机械设备的制作。 (2)利用中国水利水电科学研究院的离心机,进行了盾构对接掌子面的离心试验,重点研究了盾构对接时掌子面的稳定性和受力情况。得到盾构对接时围岩稳定的几点有意义的结论。 (3)对盾构管片开展了大量实测工作,得到盾构管片,螺栓实际受力情况。 (4)结合实测数据,采用梁接头不连续模型,对盾构管片受力进行数值模拟分析,并与实测值进行比较,得出几点有意义的结论。……   
[关键词]:海底隧道;盾构对接;离心试验;管片受力
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京交通大学2010年
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