凍融作用引起上部隧道變形規(guī)律研究

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1、碩士學位論文凍融作用引起上部隧道變形規(guī)律研究StudyonDeformationLawofUpperTunnelCausedbyFreezingandThawing作者：李立國導師：岳豐田教授中國礦業(yè)大學二〇一五年五月中圖分類號TU94+2學校代碼10290UDC624密級公開中國礦業(yè)大學碩士學位論文凍融作用引起上部隧道變形規(guī)律研究StudyonDeformationLawofUpperTunnelCausedbyFreezingandThawing作者李立國導師岳豐田教授申請學位工學碩士培養(yǎng)單位力學與建筑工程學院學科專

2、業(yè)巖土工程研究方向城市地下工程答辯委員會主席紀洪廣評閱人紀洪廣鐘小春二○一五年五月論文審閱認定書研究生李立國在規(guī)定的學習年限內，按照研究生培養(yǎng)方案的要求，完成了研究生課程的學習，成績合格；在我的指導下完成本學位論文，經審閱，論文中的觀點、數據、表述和結構為我所認同，論文撰寫格式符合學校的相關規(guī)定，同意將本論文作為學位申請論文送專家評審。導師簽字：年月日致謝本文是在岳豐田老師的精心指導下完成的，在論文即將終稿之際，首先向尊敬的導師致以最真摯的感謝和最衷心的祝愿，您的言傳身教將使我受益終生！歲月匆匆，時光荏苒，在礦大七年的求

3、學生涯即將到達尾聲。猶記得2008年第一次來到礦大，典雅莊重的校園環(huán)境、豐富活潑的文化活動、親切大方的老師同學都給自己留下了深切的印象。很慶幸自己能夠身為其中的一員，度過了最充實而又最富有挑戰(zhàn)的青春時光?？鬃诱f：“益者三友，友直、友諒、友多聞”，在這里，有很多值得感激的老師和朋友，是他們陪伴著我一路愉快而順利的走來，他們也永遠是我人生中最寶貴的財富。感謝課題組的張勇老師、石榮劍老師、陸路老師、孫猛老師對我的諄諄教導。老師們治學嚴謹，專業(yè)知識豐富，在論文的選題、開題到開展研究工作的過程中給予我很多的幫助和指導。老師們和藹、

4、熱情，在平時生活中給與我很多的教誨和關心，在此衷心的道聲謝謝！感謝我的家人，感謝爸爸媽媽爺爺妹妹對我的關愛，是你們一起筑起了我人生道路上的屏障，讓我溫暖、幸福。俗語曰：養(yǎng)兒防老，積谷防饑。即將步入社會，希望自己在今后的日子里回報給你們更多的愛，你們幸福也注定是我永遠奮斗的動力！感謝同學劉星麟、徐彥卿、楊聰、葉慶、趙啟超等，一起上課、出差、做實驗、寫論文的日子辛苦、充實、開心！感謝師兄曹小為、顧強、丁非、李燦輝、范存輝、陳連偉、劉先觀、官強等的指點，感謝師弟鄧曉鵬、羅曉松、胡兵、張文博、裴昌進、楊煬、韓建澤等的幫助，是你們

5、讓我感受到課題組這個大家庭的團結、友愛！感謝我的室友陸榮、范佳俊、張翼，一起生活的時光溫馨而快樂！感謝所有的親人、老師、同學、朋友！感謝命運的垂青，感謝你們的陪伴，未來的路遙遠，讓我們繼續(xù)一起迎接更多的精彩！最后，感謝各位專家、教授和學者對本文的審閱和指導！摘要隨著城市地鐵建設的迅猛發(fā)展，地下軌道交通線路越來越多。由于規(guī)劃設計滯后或者周邊存在既有結構體，使得立體交叉線路不得不進行穿越施工。目前，凍結法已成為暗挖隧道安全穿越施工中一種最可靠的工法。然而，凍脹融沉現象又不可避免的造成既有結構的變形甚至破壞。武漢市軌道交通機場

6、線盤龍城站～宏圖大道站區(qū)間6#聯絡通道下穿3#隧道凍結法施工，屬于長距離聯絡通道近距離穿越既有隧道工程。本文通過理論模型計算、數值模擬和物理模型試驗相結合的方法對該工程案例進行詳細研究。首先，將經典的平面隨機介質理論擴展到三維，推導出空間地層任意微單元體開挖造成上方任意位置處的各個方向位移變化計算公式。在此基礎上，建立能夠預測凍融作用引起上部地層任意一點位移變化的三維凍脹融沉計算模型。隨后，運用建立的三維凍脹融沉計算模型對工程案例進行計算。通過計算結果的分析，得到6#長距離聯絡通道凍結法施工過程中，上部3#線既有隧道位置

7、處的地層凍脹、融沉位移變化規(guī)律。其次，利用ANSYS有限元軟件，對工程案例建立數值計算模型。通過對該案例進行典型參數研究，模擬6#長距離聯絡通道凍結法施工。分析計算結果，得到凍結施工過程中上部3#線既有隧道凍脹融沉位移變化規(guī)律。接著對3#隧道凍脹位移開展單因素影響研究。再次，基于相似理論，對工程案例進行?；O計，并在實驗室實施物理模擬試驗。最后，對理論解析、有限元數值計算和模型試驗得出的結論相互對比驗證，總結出本文研究成果，并對后續(xù)工作提出研究展望。該論文有圖72幅，表4個，參考文獻80篇。關鍵詞：凍結法；凍脹；融沉；隨

8、機介質理論；數值模擬；物理試驗IAbstractWiththerapiddevelopmentofurbansubwayconstruction,moreandmoreundergroundtransportlinesturnup.Duetothelagplanningandtheexistenceofexistin