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【碩士】地裂縫對西安地鐵隧道力學性狀影響的研究【2008】
內容簡介
學科專業(yè):巖土工程 授予學位:工學碩士 學位授予單位:西安理工大學 學位年度: 2008年 地裂縫是一種危害嚴重地地質現象。西安市已出露地表的地裂縫達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,以及地鐵的正常運行是建設者們亟待解決的問題?! ”疚囊晕靼驳罔F二號線草場坡~小寨區(qū)間段的隧道工程為背景,結合該區(qū)間段地裂縫地層的地質條件和隧道施工方法,應用大型有限元軟件ANSYS對初步設計擬采用馬蹄形斷面、縮小變形縫間距襯砌結構穿越地裂縫的兩種方案,在模擬地裂縫接觸面、上下盤地層相對豎向錯動位移條件下進行了三維有限元數值計算,得到以下認識: 1)地裂縫存在影響其附近上、下盤圍巖土體的應力條件。 2)對于襯砌結構跨越地裂縫的方案,隨著地裂縫錯動位移增大,襯砌結構各變形縫處的相對沉降差逐漸增大,且分布均勻。當地裂縫錯動位移達50cm時,地裂縫附近四條變形縫的相對沉降差約為lOcm。但襯砌結構和圍巖應力條件的發(fā)展變化明顯,隨著地裂縫錯動位移增大,襯砌結構的拉壓逐漸增大,上盤內圍巖頂部的壓應力逐漸增大,底部的壓應力逐漸減小;下盤內圍巖底部的壓應力顯著增大,頂部的圍巖壓應力逐漸增大。襯砌最大拉主應力和最大壓主應力分別為52.7MPa和91.2MPa?! ?)對于襯砌結構變形縫與地裂縫一致的方案,隨著地裂縫錯動位移增大,襯砌結構各變形縫處的相對沉降差逐漸增大,但分布不均勻,地裂縫處變形縫的相對沉降差發(fā)展顯著。當地裂縫錯動位移達50cm時,地裂縫處變形縫的相對沉降差約為30cm。襯砌結構和圍巖應力隨著地裂縫錯動位移增大的發(fā)展較小。襯砌最大拉主應力和最大壓主應力分別為13.7MPa和15.2MPa?! ?)襯砌結構跨越地裂縫的方案能有效地控制各變形縫沉降差,對于保證變形縫防滲有利;襯砌結構變形縫與地裂縫一致方案能有效控制襯砌結構內力及應力條件,但地裂縫處變形縫的相對沉降差較大,不利于變形縫防滲?! ?
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