边界受限条件下盾构穿越地层变形与土压力研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着城市化进程的加快，地下空间的开发利用越来越受到重视，盾构法作为一种高效、安全的隧道施工方法，在城市地铁、过江隧道等工程中得到了广泛应用。

盾构隧道施工过程中，不可避免地会对周围地层产生扰动，引起地表沉降、地下结构位移等问题，尤其是在边界受限条件下，例如隧道穿越密集建筑群、地下管线等区域，地层变形和土压力控制更加困难，对周围环境和地下结构的安全构成严重威胁。

2. 本选题国内外研究状况综述

1. 国内研究现状

我国学者在边界受限条件下盾构隧道施工方面开展了大量研究工作，取得了一系列成果。

在数值模拟方面，[1]建立了考虑管片接头影响的盾构隧道三维有限元模型，分析了不同边界条件下地层的变形特征。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将以边界受限条件下盾构穿越地层变形与土压力为主题，采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法，系统地研究边界条件对地层变形和土压力分布的影响规律，并提出相应的控制措施。

具体研究内容包括以下几个方面：
1.边界受限条件下地层变形机理研究：分析不同边界条件（如建筑物、地下管线、水体等）对地层变形的影响机制，揭示边界条件对地层变形的影响规律。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法，逐步深入地开展研究工作。

首先，通过查阅国内外相关文献，系统地了解边界受限条件下盾构穿越地层变形与土压力方面的研究现状和最新进展，为本研究奠定理论基础。

其次，根据研究内容和目标，选择合适的数值模拟软件，建立三维数值模型，对盾构穿越不同边界条件下的地层变形和土压力进行模拟分析，研究边界条件对地层变形和土压力分布的影响规律，并探讨不同控制措施的效果。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.考虑多种边界条件的耦合作用：区别于以往研究多集中于单一边界条件，本研究将考虑多种边界条件（如建筑物、地下管线、水体等）的耦合作用对地层变形和土压力的影响，更贴近实际工程情况。

2.建立改进的土压力计算模型：针对现有土压力计算模型难以准确反映边界受限条件下土压力分布规律的问题，本研究将考虑边界条件的影响，建立更加准确的土压力计算模型，为工程设计提供更可靠的依据。

3.结合数值模拟和现场实测：本研究将采用数值模拟和现场实测相结合的研究方法，相互验证，相互补充，以获得更全面、准确的研究结果，提高研究结论的可信度。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 谢雄耀, 黄茂松, 陈强, 等. 基于flac3d的盾构近距离下穿既有隧道地层变形规律研究[j]. 铁道建筑, 2021, 61(03): 107-113.

[2] 郭文龙, 周顺华, 黄茂松, 等. 盾构隧道近距离下穿既有隧道施工地层变形控制技术研究[j]. 铁道建筑, 2020, 60(07): 101-107.

[3] 刘磊, 陈云尧, 黄俊杰. 盾构隧道穿越既有地下结构地层变形控制技术研究[j]. 建筑技术, 2020, 51(05): 650-653.