青岛地铁隧道开挖引起的地表沉降变形规律研究

随着我国城市建设的快速发展，城市地下铁路隧道、公路隧道以及其他市政隧道也得到了大量发展。由于城市中建筑物和地下管线密布，隧道施工将不可避免的引起周边地层的移动和变形，并可能对已有建筑管线设施产生不利影响。本文依托青岛市地铁一期工程（3号线）科研课题项目（项目编号：SDSITC-0108310），显示揭示了隧道开挖引起的地表沉降的基本规律和基本特征；以随机介质理论为基础，总结了城市地铁隧道常用的台阶法的理论预测公式；通过对城市地铁隧道区间和车站的数值模拟，阐述城市隧道施工引起的地表变形的基本规律。论文主要完成了以下研究内容： ⑴介绍了本课题研究的背景和意义；综述了城市地铁隧道的国内外研究现状。 ⑵详细的讨论了隧道开挖引起的地表移动和变形的基本规律和基本特征。 ⑶针对城市地铁设计施工的台阶法施工，运用随机介质理论推导上下台阶法分步施工引起的地表变形的计算公式，并针对不同的隧道断面形状，导出不同的计算公式。 ⑷针对青岛地铁隧道区间开挖引起的地表沉降，运用理论预测推导和数值模拟分析两种方法，与实际监测地表沉降做对比分析，总结地铁隧道区间开挖引起的地表沉降规律。 ⑸在第四章数值模拟的基础上，对区间地质软弱的断面进行预加固试验，对比分析预加固和未加固地铁隧道开挖引起的地表沉降，指导实际施工。 ⑹利用有限元软件ANSYS，模拟青岛地铁三号线江西路车站开挖引起的地表沉降，并与实际监测数据作对比分析，总结并提出地铁隧道车站开挖引起的地表移动基本规律。