【硕士】地裂缝活动环境下的土层地铁隧道相互作用数值模拟【2009】

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内容简介

　　学科专业：地质工程　　授予学位：工学硕士　　学位授予单位：长安大学　　学位年度： 2009年　　地裂缝是西安地区典型的地质灾害，其工程致灾状况十分严重，尤其是对西安市正在建设的地铁1号线和2号线的施工及安全运营影响较大。由于以往对地裂缝的研究主要集中在其成因机理及活动规律等方面，关于地裂缝活动时地层与结构相互作用的问题研究很少。因此对该问题进行系统深入的研究，会使地裂缝的研究成果与工程建设的结合更加紧密，将为西安其他各条跨地裂缝的地铁隧道的防灾设计提供理论和技术指导。　　本文以西安地裂缝地质灾害为背景，选择已经开工建设的地铁1、2号线为研究对象。在现有研究资料的基础上分析西安地裂缝带可能引起的地铁隧道变形破坏模式；建立了地裂缝活动时地层与地铁隧道的相互作用模型；假定没有地裂缝作用时，使用荷载结构法对马蹄形分段式隧道的内力进行分析；利用有限元软件MARC对地铁隧道与地裂缝在不同交角(900～300变化)情况下的力学效应进行了模拟，得出了隧道及周围土体的变形及应力变化规律。结果表明在不同交角情况下隧道分段处均有错台现象，而且基本在地裂缝带处的竖向位错量较大，并且还伴随有水平位错发生，在小交角情况下，水平位错量较大，因此应对结构加强防水。通过将数值模拟结果与荷载结构法计算结果的比较，讨论了地裂缝活动对隧道结构内力的影响。　　通过详细的对比分析得出：地裂缝与地铁隧道交角500时地铁隧道破坏最严重，且对周围土体影响较大，垂直相交时对地铁隧道结构最为有利，且对周围土体影响较小。　　

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