工学硕士学位论文开题报告详解

二、国内外研究现状
(1) 隧道开挖引起的地层移动研究现状：目前，隧 道对地层移动的影响的研究，大多集中于地层变形 和对邻近建(构)筑物和管线的影响方面，在这些方 面的研究已经取得了不少成果。其计算方法大致分 为三类：经验公式法、数值计算法、解析法。
二、国内外研究现状
（1）经验公式法：目前比较成熟的经验公式法主 要计算竖向位移，尤其是计算地表沉降的，最常用 的计算公式最早是由美国的 Peck(1969)提出的。 之后，同济大学侯学渊等（1987）结合上海地区饱 和土和盾构施工的特点，提出了考虑时效（即土体 扰动后固结）沉降的修正 Peck 公式。
工学硕士学位论文开题报告
浅埋暗挖隧道施工稳定性 及地表沉降分析
研究生姓名：魏建文 指导教师：吴文经 副教授
主要内容
选题背景及研究意义 国内外研究现状 主要研究内容及研究方法 研究目标和预期成果 论文进度安排
一、选题背景及研究意义
(1) 随着我国经济的发展和城市化进程的不断加快， 使得城市建设面临着严峻的局势。主要表现为城市 人口密度大、建筑空间拥挤、城市绿化面积减少、 交通阻塞。为缓解或从根本上解决人口增长对城市 环境的压力和威胁，大力开发地下空间使其成为人 类在地球上安全舒适生活的第二个空间，而地下空 间如何合理利用已经成为世界各国广泛关注和研究 的课题。
二、国内外研究现状
在进行数值分析时，其计算精度与材料本构模型的
二、国内外研究现状
4、这一时期，我国在黄土地层中的几座单线、双 线铁路隧道，（大秦线）试验采用喷锚支护，也取 得了初步经验。1986 年，北京提出用浅埋暗挖法 修建长 358m 的复兴门地铁折返线。由此总结出包 括十八字诀在内的基本经验，通过了铁道部和北京 市科技成果鉴定，并正式取名为“浅埋暗挖法”。 并总结出了“管超前，严注浆，短开挖，强支护， 快封闭，勤测量”十八字方针。
二、国内外研究现状
2 、 Muller教授一开始就强调，硬岩隧道与软土或 破碎岩石隧道的新奥法应有所区别：在软土或破碎 岩石地层中隧道在近地表的情况下，地层薄，它不 可能承受应力重分布的荷载，覆盖土的重力作用较 大，如果仍用柔性支护，显然不合适。还指出隧道 的变形会很快反应到地表沉降。开挖和支护必须在 短时间内完成，初期支护必须很快闭合。
一、选题背景及研究意义
（3）目前我国对地下空间的利用在逐年增加，正 在兴建的有北京地铁、上海地铁、深圳地铁、广州 地铁、南京地铁等，此外国家已经批准和正在筹建 的地铁的城市有成都、杭州、青岛等20多座，预计 21世纪中期将是我国大规模建设地铁和利用地下空 间的年代
一、选题背景及研究意义
（4）城市地铁暗挖隧道工程是在岩土体内进行的， 无论其埋深大小，隧道的开挖将不可避免地扰动地 下岩土体，破坏了原有的平衡状态，而向新的平衡 状态转化。而地铁线路一般都会穿过人口密集 、地 面建筑物林立、地下管线密布的市中心繁华地段， 而该区段对地表的变形都要求非常高，因此，隧道 开挖必须与保护城市中有历史、经济和社会意义的 设施结合起来。
二、国内外研究现状
3 、此后，德国格拉兹尔教授谈到在岩石条件下和 土质条件下采用新奥法修建地下工程的差别时指出： “开挖具有相当地应力的岩石隧道，喷锚支护应采 用柔性支护，以便有控制地释放部分地应力，使围 岩在新的条件下达到稳定。而在不稳定的土层条件 下开挖隧道，喷锚支护应具有足够的刚度，以防止 地层产生过大的扰动，同时也防止地表过大沉降， 影响地面建筑物和地下管线的安全。
一、选题背景及研究意义
二、国内外研究现状
1 、地下工程建设中应用的浅埋暗挖法是以加固处 理软弱地层为前提，以新奥法(NATM)为理论基础， 针对埋置深度较浅的松散软土或破碎岩石地层的一 种地下工程暗挖施工方法。其与新奥法的一个较明 显区别在于它采用足够刚度的复合衬砌为基本支护 承载结构(由刚度较大的初期支护、二次衬砌及中间 的防水层组成)。
二、国内外研究现状
一般的有限元法解决的问题仍局限于小变形的假设， 即忽略因变形造成几何尺寸的改变所致应力的微小 变化，且略去应变的二次幂，对于几何大变形问题， 计算繁杂，工作量大。为处理隧道中遇到的大应变 问题，拉格朗日元法得到了发展。它是一种分析非 线性大变形问题的数值方法，这种方法依然遵循连 续介质的假设，利用差分格式，按时步积分求解， 随着构形的变化不断更新坐标，允许介质有大的变 形。
一、选题背景及研究意义
（2）纵观当今世界，发达国家已把对城市地下空 间的开发利用作为解决城市人口、资源、环境三大 危机的重要措施和医治“城市综合症”、实施城市 可持续发展的重要途径。在工程实践方面，瑞典、 挪威、美国、法国和芬兰等国在城市地下空间利用 领域已达到相当规模和水平。城市地下空间的开发 利用，已成为世界性发展趋势，并以此作为衡量城 市现代化的重要标志。
二、国内外研究现状
二、国内外研究现状
实际上，隧道开挖特别是在软土和地质条件差的地百度文库层中进行复杂隧道结构的开挖是非常复杂的三维时 空问题，随着计算机技术和数值计算方法的高速发 展，复杂定解条件问题的处理已成为可能，也使得 隧道施工过程的动态仿真模拟成为可能。
二、国内外研究现状
（2）数值计算法：自 60 年代中期起，随着电子计 算机的应用和岩土本构关系研究的发展，隧道与地 下工程分析方法进入了数值分析时期，岩土力学数 值分析技术日益得到发展。借助于计算机，可以较 全面地考虑影响地表沉降的各主要因素，较为准确 地预计隧道施工引起的地表沉降，并提出有效的控 制地表沉降的方法。
二、国内外研究现状
常用的预计地表沉降的数值计算方法主要有有限单 元法（FEM）、有限差分法（FDM）、边界元法 （BEM）、离散元法（DEM）和刚性有限元法 （RFEM）等。 因为有限单元法能较容易地处理分 析域的复杂形状及边界条件，材料的物理非线性和 几何非线性性状，具有很强的适应性，所以其应用 发展非常快，目前已成为隧道数值分析的主要手段。