【碩士】地裂縫對(duì)西安地鐵隧道力學(xué)性狀影響的研究【2008】

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　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：西安理工大學(xué)　　學(xué)位年度： 2008年　　地裂縫是一種危害嚴(yán)重地地質(zhì)現(xiàn)象。西安市已出露地表的地裂縫達(dá)15條，均分布在黃土梁洼地貌交界延伸分布部位，且由北向南依次呈南傾排列。西安地鐵必須穿越地裂縫，是工程建設(shè)中除濕陷性、穿越古建筑地基之外的難題之一。如何保證地裂縫作用下襯砌的整體穩(wěn)定性，以及地鐵的正常運(yùn)行是建設(shè)者們亟待解決的問(wèn)題?！　”疚囊晕靼驳罔F二號(hào)線草場(chǎng)坡～小寨區(qū)間段的隧道工程為背景，結(jié)合該區(qū)間段地裂縫地層的地質(zhì)條件和隧道施工方法，應(yīng)用大型有限元軟件ANSYS對(duì)初步設(shè)計(jì)擬采用馬蹄形斷面、縮小變形縫間距襯砌結(jié)構(gòu)穿越地裂縫的兩種方案，在模擬地裂縫接觸面、上下盤地層相對(duì)豎向錯(cuò)動(dòng)位移條件下進(jìn)行了三維有限元數(shù)值計(jì)算，得到以下認(rèn)識(shí)：　　1)地裂縫存在影響其附近上、下盤圍巖土體的應(yīng)力條件?！　?)對(duì)于襯砌結(jié)構(gòu)跨越地裂縫的方案，隨著地裂縫錯(cuò)動(dòng)位移增大，襯砌結(jié)構(gòu)各變形縫處的相對(duì)沉降差逐漸增大，且分布均勻。當(dāng)?shù)亓芽p錯(cuò)動(dòng)位移達(dá)50cm時(shí)，地裂縫附近四條變形縫的相對(duì)沉降差約為lOcm。但襯砌結(jié)構(gòu)和圍巖應(yīng)力條件的發(fā)展變化明顯，隨著地裂縫錯(cuò)動(dòng)位移增大，襯砌結(jié)構(gòu)的拉壓逐漸增大，上盤內(nèi)圍巖頂部的壓應(yīng)力逐漸增大，底部的壓應(yīng)力逐漸減??；下盤內(nèi)圍巖底部的壓應(yīng)力顯著增大，頂部的圍巖壓應(yīng)力逐漸增大。襯砌最大拉主應(yīng)力和最大壓主應(yīng)力分別為52．7MPa和91．2MPa?！　?)對(duì)于襯砌結(jié)構(gòu)變形縫與地裂縫一致的方案，隨著地裂縫錯(cuò)動(dòng)位移增大，襯砌結(jié)構(gòu)各變形縫處的相對(duì)沉降差逐漸增大，但分布不均勻，地裂縫處變形縫的相對(duì)沉降差發(fā)展顯著。當(dāng)?shù)亓芽p錯(cuò)動(dòng)位移達(dá)50cm時(shí)，地裂縫處變形縫的相對(duì)沉降差約為30cm。襯砌結(jié)構(gòu)和圍巖應(yīng)力隨著地裂縫錯(cuò)動(dòng)位移增大的發(fā)展較小。襯砌最大拉主應(yīng)力和最大壓主應(yīng)力分別為13．7MPa和15．2MPa。　　4)襯砌結(jié)構(gòu)跨越地裂縫的方案能有效地控制各變形縫沉降差，對(duì)于保證變形縫防滲有利；襯砌結(jié)構(gòu)變形縫與地裂縫一致方案能有效控制襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力及應(yīng)力條件，但地裂縫處變形縫的相對(duì)沉降差較大，不利于變形縫防滲?！　?

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