【硕士】联络通道冻结法施工的三维有限元分析【2007】

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内容简介

　　学科专业：岩土工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：上海大学　　学位年度： 2007年　　人工冻结法加固地层具有强度高、封水效果好、整体支护性能好等优点，被广泛应用于隧道掘进、隧道抢险、地铁区间隧道联络通道施工、基坑施工等地下工程。它作为一项新技术在地铁隧道施工中可以解决其他工法无法解决的技术难题。但是冻结法施工更多的倚重于经验，其理论研究相对滞后，目前还找不到成熟的理论来计算冻结过程中土体的温度场和应力场，但温度场和应力场的精确计算对确保冻结法安全施工非常重要。所以，研究冻结法施工过程中温度、应力、位移的分布和变化规律并在施工中加以控制，是一个亟待解决的问题。本文主要研究内容包括：　　(1)以上海市复兴东路越江隧道联络通道为例建立三维有限元模型，分析土体冻结过程中温度场的分布情况和冻结壁的形成过程。模型中考虑倾斜冻结管和水平冻结管的同时存在，倾斜冻结管数量多，并且倾斜角度各不相同。针对冻结壁最薄弱的地方，分别在冻结壁底部、中部和顶部建立路径，并绘制每条路径不同时间点的温度分布曲线；分析土体热物理参数的变化对冻土体温度和冻结壁厚度的影响。　　(2)采用三维有限元方法，模拟冻结法施工条件下修建盾构隧道与联络通道组成复杂空间结构的施工力学行为。分析冻结壁的形成对隧道管片受力和变形的影响；分析在冻结壁保护下，随联络通道施工引起的隧道管片的受力及变形情况，重点研究联络通道施工引起交叉部连接管片内力变化、变形特征；分析随联络通道施工引起的冻结壁的受力和变形情况，同时针对冻结壁设计厚度1．8m，作出安全性和合理性说明；分析联络通道衬砌的受力和变形情况。　　

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