黄土地层穿地裂缝段暗挖地铁隧道施工力学行为研究
发布时间：2021-06-15 15:02
在地铁隧道的施工过程中往往会遇到较多的技术问题和安全问题,并且大部分属于地质问题,诸如地面沉降、地裂缝、黄土湿陷性、富水地层等重大工程地质问题。在西安,因其地质构造环境比较独特,不同的区段隧道施工过程中将面临着以上一种或数种差异较大的地质环境问题,破解施工中的技术难题和安全问题的前提之一是找出隧道施工中的“力学行为”问题。本文依托实体工程西安市地铁五号线一期工程西汉区间暗挖工程段,该工段处于富水黄土地层之中,边降水边开挖以29o小角度穿越f3地裂缝,就属于典型的“黄土地层穿地裂缝段暗挖地铁隧道施工”,对其“力学行为”问题的研究就是一例。主要工作内容和研究结论如下:通过现场监测隧道降水和施工过程中地表沉降、拱顶变形分析总结得出:（1）受降水影响上下盘土体产生差异沉降相对错动,上盘断面沉降值大于下盘断面,沉降差异值为5mm。（2）降水和施工过程中工作面距离地裂缝位置20m到25m时地裂缝位置的土体开始受到影响产生沉降变形。在左线隧道选取三个断面埋设压力盒方法分析得出:（1）当开挖工作面到达并穿过地裂缝位置后,下盘断面的初期支护与围岩之间的接触压力变化情况为拱顶受力开始...
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地裂缝与隧道位置关系图
图 1.2 地震造成的地裂缝图片此外还有更多学者对此做出了进一步的深入研究，Carpenier 就是其中之一，但是他把切入点放在了 Picacho 盆地上，对该盆地长时间的观测之后，他对地裂缝变形和地面沉降的相关资料总结分析，并结合三维位错理论构造裂变修正模型，重点研究构造运动时如何导致地裂缝出现的和变化规律，最后得出结论认为构造运动会带来断层的位移，然后将断层的位移分解成水平方向和竖直方向的两个分量，竖直方向的位移会导致差异沉降，水平方向的位移会导致张拉变形[3]。在这个时期对地裂缝形成原因的看法中构造成因是主流观点，但是也会有一些专家学者们有不一样的看法，他们认为地下水对地裂缝的形成影响同样是重要的不可忽视的。地下水开采导致地裂缝出现的这一观点虽然出现的较晚，但是认可度同样很高，因为经过多年的观察和研究人们发现很多地裂缝出现的时候就伴随有地下水得大量抽取。但是随着研究的深入和研究人员的增加，不同的人对其成因机制的理解和诠释就慢慢出现了很多不同之处。Feth 认为是地下水的开采首先导致了含水层局部厚度发生了变化，
图 2.1 地裂缝区间地质纵断面图2.2 现场监测目的现场监控测量作为施工的“眼睛”，一是可以让我们及时了解施工过程中的一些应力变化和变形等信息，通过及时的反馈，我们可以在施工过程中进行有效而精准的现场控制和指导，并能进行施工组织优化，提高经济效益；二是掌握施工过程中围岩和支护的动态和稳定性,为评价和修改初始支护参数、力学分析和两次衬砌施工时间以及钢框架的选型和设计提供依据。在这里需要特别指出的是：该区段地下水潜水位埋深 8.20～16.00m，而隧道拱顶埋深 23m 左右，施工过程必须降水，且降水深度较大，加之该区段存在 F3 地裂缝破碎带，所以降水和施工引起的地层沉降规律和沉降量如何分布需要通过现场测试来进行研究。2.3 现场监测内容与方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁隧道双线暗挖斜穿地裂缝地表变形规律及控制技术研究[J]. 张杨洋,贾清江,任建喜. 铁道标准设计. 2017(01)
[2]地裂缝环境下不同隧道型式的地铁振动响应数值分析[J]. 杨觅,门玉明,袁立群,杨龙伟. 防灾减灾工程学报. 2016(02)
[3]穿越活动地裂缝地铁隧道震害机制研究[J]. 刘妮娜,彭建兵,韩冬冬,黄强兵,门玉明,石玉玲. 岩石力学与工程学报. 2015(07)
[4]西安地铁工程中的地裂缝地质问题[J]. 李忠生,宋彦辉,高虎艳,杨智国,程耀,丛璐. 长安大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]浅埋暗挖黄土地铁隧道施工地层空间变位分析[J]. 康佐,郑甲佳,谢永利. 铁道工程学报. 2014(03)
[6]地铁区间隧道黄土地层注浆预加固技术研究[J]. 来弘鹏,康佐,谢永利,高晓培. 中国铁道科学. 2014(01)
[7]隧道穿越断层破碎带震害机理研究[J]. 何川,李林,张景,耿萍,晏启祥. 岩土工程学报. 2014(03)
[8]基于止水帷幕的西安地铁某工程降水效果数值模拟分析[J]. 郭晓程,范新明. 中国新技术新产品. 2013(14)
[9]黄土地区深基坑降水引起的地面沉降规律研究[J]. 杜磊. 铁道标准设计. 2013(02)
[10]黄土地区浅埋暗挖地铁隧道衬砌受力分析[J]. 来弘鹏,谢永利,刘苗,许海标. 岩土工程学报. 2011(08)
博士论文
[1]地裂缝环境下地铁隧道—围岩相互作用研究[D]. 李凯玲.长安大学 2012
[2]黄土地区浅埋暗挖地铁区间隧道结构体系受力特征研究[D]. 郑甲佳.长安大学 2011
硕士论文
[1]地铁隧道穿越地裂缝引起的地表沉降规律及控制技术研究[D]. 张碧文.西安科技大学 2017
[2]大西安地裂缝危险性区划研究[D]. 李阳.长安大学 2015
[3]地裂缝带地铁动荷载作用下隧道—地层动力响应数值模拟研究[D]. 杨觅.长安大学 2014
[4]黄土基坑工程事故分析与研究[D]. 张登飞.西安建筑科技大学 2013
[5]穿越地裂缝的地铁隧道衬砌结构变形规律及控制技术研究[D]. 史喆.西安科技大学 2012
[6]黄土类地层综合降水试验及数值模拟研究[D]. 赵慧芳.新疆农业大学 2012
[7]黄土地区超深基坑稳定性现场监测与设计优化探讨[D]. 李征.西安建筑科技大学 2011
[8]西安地面沉降形成机理及数值模拟研究[D]. 李宁.长安大学 2010
[9]西安f3地裂缝场地土体渗透性研究[D]. 王朋朋.长安大学 2009
[10]浅埋暗挖地铁黄土隧道系统锚杆作用机理研究[D]. 郑甲佳.长安大学 2009
本文编号：3231276
【文章来源】：长安大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地裂缝与隧道位置关系图
图 1.2 地震造成的地裂缝图片此外还有更多学者对此做出了进一步的深入研究，Carpenier 就是其中之一，但是他把切入点放在了 Picacho 盆地上，对该盆地长时间的观测之后，他对地裂缝变形和地面沉降的相关资料总结分析，并结合三维位错理论构造裂变修正模型，重点研究构造运动时如何导致地裂缝出现的和变化规律，最后得出结论认为构造运动会带来断层的位移，然后将断层的位移分解成水平方向和竖直方向的两个分量，竖直方向的位移会导致差异沉降，水平方向的位移会导致张拉变形[3]。在这个时期对地裂缝形成原因的看法中构造成因是主流观点，但是也会有一些专家学者们有不一样的看法，他们认为地下水对地裂缝的形成影响同样是重要的不可忽视的。地下水开采导致地裂缝出现的这一观点虽然出现的较晚，但是认可度同样很高，因为经过多年的观察和研究人们发现很多地裂缝出现的时候就伴随有地下水得大量抽取。但是随着研究的深入和研究人员的增加，不同的人对其成因机制的理解和诠释就慢慢出现了很多不同之处。Feth 认为是地下水的开采首先导致了含水层局部厚度发生了变化，
图 2.1 地裂缝区间地质纵断面图2.2 现场监测目的现场监控测量作为施工的“眼睛”，一是可以让我们及时了解施工过程中的一些应力变化和变形等信息，通过及时的反馈，我们可以在施工过程中进行有效而精准的现场控制和指导，并能进行施工组织优化，提高经济效益；二是掌握施工过程中围岩和支护的动态和稳定性,为评价和修改初始支护参数、力学分析和两次衬砌施工时间以及钢框架的选型和设计提供依据。在这里需要特别指出的是：该区段地下水潜水位埋深 8.20～16.00m，而隧道拱顶埋深 23m 左右，施工过程必须降水，且降水深度较大，加之该区段存在 F3 地裂缝破碎带，所以降水和施工引起的地层沉降规律和沉降量如何分布需要通过现场测试来进行研究。2.3 现场监测内容与方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]地铁隧道双线暗挖斜穿地裂缝地表变形规律及控制技术研究[J]. 张杨洋,贾清江,任建喜. 铁道标准设计. 2017(01)
[2]地裂缝环境下不同隧道型式的地铁振动响应数值分析[J]. 杨觅,门玉明,袁立群,杨龙伟. 防灾减灾工程学报. 2016(02)
[3]穿越活动地裂缝地铁隧道震害机制研究[J]. 刘妮娜,彭建兵,韩冬冬,黄强兵,门玉明,石玉玲. 岩石力学与工程学报. 2015(07)
[4]西安地铁工程中的地裂缝地质问题[J]. 李忠生,宋彦辉,高虎艳,杨智国,程耀,丛璐. 长安大学学报(自然科学版). 2014(04)
[5]浅埋暗挖黄土地铁隧道施工地层空间变位分析[J]. 康佐,郑甲佳,谢永利. 铁道工程学报. 2014(03)
[6]地铁区间隧道黄土地层注浆预加固技术研究[J]. 来弘鹏,康佐,谢永利,高晓培. 中国铁道科学. 2014(01)
[7]隧道穿越断层破碎带震害机理研究[J]. 何川,李林,张景,耿萍,晏启祥. 岩土工程学报. 2014(03)
[8]基于止水帷幕的西安地铁某工程降水效果数值模拟分析[J]. 郭晓程,范新明. 中国新技术新产品. 2013(14)
[9]黄土地区深基坑降水引起的地面沉降规律研究[J]. 杜磊. 铁道标准设计. 2013(02)
[10]黄土地区浅埋暗挖地铁隧道衬砌受力分析[J]. 来弘鹏,谢永利,刘苗,许海标. 岩土工程学报. 2011(08)
博士论文
[1]地裂缝环境下地铁隧道—围岩相互作用研究[D]. 李凯玲.长安大学 2012
[2]黄土地区浅埋暗挖地铁区间隧道结构体系受力特征研究[D]. 郑甲佳.长安大学 2011
硕士论文
[1]地铁隧道穿越地裂缝引起的地表沉降规律及控制技术研究[D]. 张碧文.西安科技大学 2017
[2]大西安地裂缝危险性区划研究[D]. 李阳.长安大学 2015
[3]地裂缝带地铁动荷载作用下隧道—地层动力响应数值模拟研究[D]. 杨觅.长安大学 2014
[4]黄土基坑工程事故分析与研究[D]. 张登飞.西安建筑科技大学 2013
[5]穿越地裂缝的地铁隧道衬砌结构变形规律及控制技术研究[D]. 史喆.西安科技大学 2012
[6]黄土类地层综合降水试验及数值模拟研究[D]. 赵慧芳.新疆农业大学 2012
[7]黄土地区超深基坑稳定性现场监测与设计优化探讨[D]. 李征.西安建筑科技大学 2011
[8]西安地面沉降形成机理及数值模拟研究[D]. 李宁.长安大学 2010
[9]西安f3地裂缝场地土体渗透性研究[D]. 王朋朋.长安大学 2009
[10]浅埋暗挖地铁黄土隧道系统锚杆作用机理研究[D]. 郑甲佳.长安大学 2009
本文编号：3231276
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