【摘 要】
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随着我国城市规模的不断扩大,轨道交通建设在各大中型城市广泛兴起。地铁盾构隧道常受到临近基坑施工、地下水位变化、地表突发堆载等外部环境的影响,或由于结构本身强度不足而导致结构变形,或由于盾构隧道下卧高压缩性、高结构性软土,在长期轨道交通荷载作用下,发生远超预估沉降。如何对既有盾构隧道进行抬升或纠偏,保证地铁列车运行安全,是一个重要的研究课题。注浆技术被广泛应用于地基加固、建筑物纠偏工程中,其施工工艺
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随着我国城市规模的不断扩大,轨道交通建设在各大中型城市广泛兴起。地铁盾构隧道常受到临近基坑施工、地下水位变化、地表突发堆载等外部环境的影响,或由于结构本身强度不足而导致结构变形,或由于盾构隧道下卧高压缩性、高结构性软土,在长期轨道交通荷载作用下,发生远超预估沉降。如何对既有盾构隧道进行抬升或纠偏,保证地铁列车运行安全,是一个重要的研究课题。注浆技术被广泛应用于地基加固、建筑物纠偏工程中,其施工工艺、设备器具、浆液材料的发展日趋成熟。该技术在我国部分地区已成功推广到既有盾构隧道的注浆抬升和纠偏中,但其理论和数值模拟研究较少,与工程实践存在较大差距。本文以深圳市某地铁隧道纠偏项目为背景,通过ABAQUS软件,建立基于光滑粒子流体动力学（smoothed particle hydrodynamics,SPH）方法的三维流固耦合模型,对既有盾构隧道注浆抬升和纠偏进行深入系统分析,主要研究内容和成果如下:（1）将隧道简化为Vlasov地基上的Euller-Bernoulli梁,推导了盾构隧道注浆抬升竖向位移的解析解;采用SPH法,建立了考虑浆液-土-隧道耦合作用的三维模型,对既有盾构隧道注浆抬升过程进行了数值模拟。通过与解析解的比较,验证了数值模拟方法的可行性。（2）采用SPH法对既有盾构隧道注浆抬升和纠偏进行了数值模拟分析,研究了施作“反力墩”、未施作“反力墩”两种工况以及“反力墩”刚度和厚度的变化对隧道注浆抬升效果的影响,揭示了既有盾构隧道注浆抬升的机理,并建立了“反力墩”刚度、厚度与隧道抬升效果的关系。（3）通过对隧道进行竖向和水平同时注浆的参数敏感性分析,研究了水平注浆压力、水平注浆距离、水平注浆范围、竖向注浆压力、竖向注浆距离和竖向注浆范围的变化对隧道竖向位移、竖向收敛、水平位移、水平收敛和周围土体位移的影响规律。本文研究成果可应用于既有盾构隧道注浆抬升和纠偏工程的方案和设计优化,提高注浆方案设计的科学性与合理性。
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