【博士】地裂缝对地铁隧道的影响机制及病害控制研究【2009】
内容简介
学科专业:地质工程 授予学位:博士 学位授予单位:长安大学 学位年度: 2009年 自从二十世纪五十年代以来,由于自然和人为因素的影响,西安市区出现了大量地裂缝,危害十分严重,其未来活动对在建的西安地铁构成重大安全隐患。因此,西安地铁隧道穿越地裂缝的问题成为了一个全新的重大工程难题,近年来引起了学术界和工程界的高度关注。本文以西安市重大工程一西安地铁隧道穿越地裂缝活动带为工程研究背景和依托,对西安地铁沿线地裂缝未来活动趋势和最大垂直位错量进行了分析与预测,采用大型模型试验和有限元数值模拟计算相结合的方法,对地裂缝活动作用下不同衬砌结构类型的地铁隧道结构变形破坏机制进行了系统研究,提出了地铁隧道穿越地裂缝带的病害控制措施。本文主要研究工作和成果如下: (1)从区域构造运动、再次超采地下水对地裂缝活动的影响程度入手,分析了西安地裂缝未来百年的活动趋势。在现今活动速率和历史最大位错量及活动级别综合分析的基础上对地裂缝未来活动量进行了预测,得出了地铁设计使用期(100年)内西安地铁与地裂缝各交汇点附近地裂缝的最大垂直位错量,为西安地铁隧道穿越地裂缝带的结构设防提供了重要参数。 (2)通过大型模型试验和有限元数值模拟,揭示了地裂缝作用下不同衬砌结构形式(包括明挖箱形衬砌、浅埋暗挖马蹄形衬砌和盾构管片衬砌)的地铁隧道与地裂缝带正交和斜交条件下的变形破坏机制。 (3)通过有限元数值模拟拟合得出了地铁隧道纵向变形曲线方程,为地裂缝作用下隧道纵向结构性能的理论分析与计算奠定了基础。 (4)通过大型模型试验,揭示了地裂缝作用下地铁隧道围岩压力、位移以及地表沉降变形的变化规律,可为西安地铁沿线城市规划与建筑物设防提供参考。 (5)针对西安地铁大多数线路斜交穿越地裂缝带的现状,采用有限元数值模拟方法揭示了地铁隧道与地裂缝斜交角度秒对地铁隧道衬砌结构变形破坏的影响规律。 (6)根据衬砌类型、地铁隧道与地裂缝空间相交展布关系,在大型模型试验和数值模拟的基础上,首次提出了地裂缝作用下地铁隧道变形破坏模式,其中整体式衬砌隧道变形破坏模式为拉张一挤压破坏(正交)和拉张一扭剪破坏(斜交),盾构隧道变形破坏模式为直接剪切破坏(正交)和扭转一剪切破坏(斜交)。 (7)基于大型模型试验和有限元数值模拟方法,建立了地铁隧道穿越地裂缝带结构纵向设防长度的计算方法,合理确定了西安地铁隧道正变与斜交穿越地裂缝带的纵向设防长度。建立了基于三维空间的地裂缝活动环境下分段式隧道运动位移模式和计算公式,确定了地铁隧道穿越地裂缝带的抗裂设计预留位移量。 (8)通过分段设缝的明挖箱形隧道和浅埋暗挖马蹄形隧道分别正交和斜交穿越地裂缝带穿的大型模型试验,对分段设变形缝的地铁隧道穿越地裂缝带的适应性进行了研究,结果表明分段式柔性接头隧道能承受较大的剪切变形,相邻衬砌管段变形和次生应力均较小,同时多段设变形缝具有很好的消化地裂缝变形的效果,从而说明多段设变形缝加柔性接头连接的地铁隧道具有较强的适应地裂缝活动大变形的能力。 (9)基于西安地铁工程穿越地裂缝带的特殊性和复杂性,在地裂缝活动可能引起的地铁工程病害分析的基础上,从结构、防水、地基基础处理、轨道调整等方面,提出了地铁隧道穿越地裂缝带的病害控制措施,为西安地铁隧道成功穿越地裂缝带的结构设计提供重要参考和指导。
专题推荐
- · 桥梁博士
- · 裂缝病害处治示意图
- · 荷载效应影响
培训课程
- · 施工技能课程五折,机不可失
- · 【预售】施工前期必备技能
- · 道路路基施工必备知识
- · 市政施工基础入门培训
- · 施工识图读图,这些要掌握!
- 1生态建筑环境的创造——北戴河碧海园设计方案
- 2二级建造师复习资料:盖挖法施工的优点
- 3[宁夏]130米综合大楼机电安装施工组织设计61页
- 4什么是型钢
- 5某市工业园厂房施工组织设计方案
- 62014年1-12月重庆涂层板(带)产量统计(分月度)
- 7体外预应力空间双弦钢结构张拉状态试验研究
- 8环境影响评价方法与技术
- 9关于加强项目管理降低工程成本的思考
- 10变频器参数设置(一)
- 11浅谈现代建筑与后现代主义设计
- 12[天津]框架结构办公楼工程幕墙工程施工组织设计
- 13湿式报警阀连接管路中延时器的作用
- 14没有劳动关系照样获赔无证修理工九级伤残获赔近5万
- 15工厂车间地脚螺栓施工组织设计方案10p
- 16产业园施工方案
- 172015房地产估价师《制度与政策》:房地产业解析
- 18建筑施工埋弧焊机操作规程
- 19福建某医院工程文明施工方案
- 20无线电能传输技术有突破 高速列车无线输电成为可能
- 21住宅电气设计浅谈
- 222013年桂林造价工程师报名入口
- 23如何鉴别水泥质量的孬好
- 24[硕士]钢桁加劲梁悬索桥正交异性桥面应力计算
- 25选用起重机钢丝绳应符合哪些要求?
- 26探析排洪改造建设工程施工技术方法
- 272013年1-3月中国重轨产量分省市统计
- 28[广西]桥梁水中承台专项施工技术方案42页
- 29新校区建设工程施工组织设计 98P
- 30省勘察设计协会审议通过第五届理事会组成方案
成都公司:成都市成华区建设南路160号1层9号
重庆公司:重庆市江北区红旗河沟华创商务大厦18楼