【摘要】：近年來(lái)我國(guó)地鐵運(yùn)輸系統(tǒng)迅猛發(fā)展，但是隨著地鐵的快速發(fā)展，，地鐵長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)引起的土體變形和地基沉降問題日益突出。西安地鐵隧道不可避免需穿過地裂縫場(chǎng)地，因此，對(duì)地鐵振動(dòng)荷載引發(fā)地裂縫場(chǎng)地動(dòng)力響應(yīng)和長(zhǎng)期沉降問題的研究已很有必要。本文采用ANSYS有限元分析軟件，建立二維有限元模型，結(jié)合前人試驗(yàn)成果，分析地裂縫場(chǎng)地在地鐵振動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)和長(zhǎng)期沉降規(guī)律，本文的主要結(jié)論如下： （1）地裂縫兩側(cè)土體豎向位移隨地鐵振動(dòng)荷載變化具有一定的周期性，位移振動(dòng)主導(dǎo)頻率約為0.89Hz，屬于低頻振動(dòng)，說(shuō)明地鐵振動(dòng)荷載作用下，地基土位移主要是由地鐵低頻振動(dòng)荷載引起的；在列車振動(dòng)荷載作用下，地裂縫上盤豎向位移、豎向加速度大于下盤，隨著距地裂縫水平距離增加，上盤豎向位移及加速度減小，下盤豎向位移及加速度增大，上下盤豎向位移及加速度幅值差、峰值差逐漸減小。當(dāng)距離地裂縫50m（約為地裂縫深度2.5倍距離）時(shí)，列車振動(dòng)荷載對(duì)地裂縫上、下盤的影響已不明顯了。 （2）隨著水平距離增大，上盤應(yīng)力增大、下盤減小，在距離地裂縫距30m（約為地裂縫深度的1.5倍）時(shí)，豎向應(yīng)力幅值、峰值隨水平距離增大變化不大；隨著深度的增加，地基土應(yīng)力存在衰減現(xiàn)象，衰減速度先快后慢，在30m以下（約為地裂縫深度1.5倍），豎向動(dòng)應(yīng)力幅值約為地表動(dòng)應(yīng)力幅值的1/16。 （3）隨著距地裂縫水平距離增大，上盤地表土體沉降量減小，下盤地表土體沉降增大，上、下盤沉降差呈遞減趨勢(shì)，當(dāng)距地裂縫水平距離大于50m（約為地裂縫深度的2.5倍）時(shí)，上、下盤沉降差異已經(jīng)很小了。在地鐵運(yùn)營(yíng)初期，土體豎向沉降較快，第0.5年（列車運(yùn)行9000次）時(shí)，土體變形基本上達(dá)到最終變形的50%以上；在第10年（列車運(yùn)行180000次）時(shí)，上下盤之間的差異基本穩(wěn)定，達(dá)到12mm。
【圖文】：

西安處在新構(gòu)造活動(dòng)非常強(qiáng)烈的汾渭盆地，地裂縫災(zāi)害是世界上最為突出的典型。其特殊的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境給地鐵建設(shè)事業(yè)提出了新的課題。目前在西安主城范圍已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了14條幾乎平行的地裂縫（圖1.1），地裂縫一般可達(dá)到幾公里至幾十公里的延伸長(zhǎng)度。從西安地鐵規(guī)劃圖（圖1.2）可以看出，幾乎每條地鐵線路穿過或可能穿過地裂縫帶。圖 1.1 西安地鐵規(guī)劃圖圖 1.2 西安某地鐵線路土層剖面圖

其特殊的地質(zhì)構(gòu)造環(huán)境給地鐵建設(shè)事業(yè)提出了新的課題。目前在西安主城范圍已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了14條幾乎平行的地裂縫（圖1.1），地裂縫一般可達(dá)到幾公里至幾十公里的延伸長(zhǎng)度。從西安地鐵規(guī)劃圖（圖1.2）可以看出，幾乎每條地鐵線路穿過或可能穿過地裂縫帶。圖 1.1 西安地鐵規(guī)劃圖圖 1.2 西安某地鐵線路土層剖面圖
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U231;TU435

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉明;黃茂松;李進(jìn)軍;;地鐵荷載作用下飽和軟粘土的長(zhǎng)期沉降分析[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2006年05期

2 唐益群;欒長(zhǎng)青;張曦;王建秀;楊坪;;地鐵振動(dòng)荷載作用下隧道土體變形數(shù)值模擬[J];地下空間與工程學(xué)報(bào);2008年01期

3 彭建兵;陳立偉;黃強(qiáng)兵;門玉明;范文;閆金凱;李珂;姬永尚;石玉玲;;地裂縫破裂擴(kuò)展的大型物理模擬試驗(yàn)研究[J];地球物理學(xué)報(bào);2008年06期

4 翟輝,劉維寧;地鐵列車引起的低頻地表響應(yīng)及減振措施研究[J];都市快軌交通;2005年04期

5 金旭;趙成剛;陳鐵林;;非飽和結(jié)構(gòu)性黃土本構(gòu)模型的研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2010年04期

6 董亮;趙成剛;蔡德鉤;張千里;葉陽(yáng)升;;高速鐵路路基的動(dòng)力響應(yīng)分析方法[J];工程力學(xué);2008年11期

7 李德武;列車振動(dòng)荷載的數(shù)定分析[J];甘肅科學(xué)學(xué)報(bào);1998年02期

8 石玉玲;門玉明;彭建兵;黃強(qiáng)兵;;逆斷層地裂縫在黃土中破裂擴(kuò)展的數(shù)值模擬[J];煤田地質(zhì)與勘探;2009年05期

9 楊慶義;孫旭;;交通荷載引起的軟土地基累積沉降計(jì)算方法研究[J];山東建筑大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

10 汪杰;宋瑞剛;袁天辰;楊儉;;地鐵列車荷載的仿真模擬[J];上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

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