【摘要】：從上個(gè)世紀(jì)五十年代以來,西安市區(qū)先后共發(fā)現(xiàn)了14條主地裂縫以及數(shù)條次裂縫,地裂縫經(jīng)過的地方,對(duì)各類工程建筑、交通設(shè)施造成不同程度的損害,給西安市帶來了不小的經(jīng)濟(jì)損失。伴隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,西安市規(guī)劃發(fā)展城市快速軌道交通,目前正在施工建設(shè)的地鐵4號(hào)線由北到南跨越14條地裂縫。地鐵作為一種線性工程,鑒于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件,地鐵隧道部分行車區(qū)段不能做到避讓地裂縫,所以需要在工程上做到跨越地裂縫;因此,明確地鐵4號(hào)線沿線地裂縫成因機(jī)理和活動(dòng)規(guī)律,以及線路大角度和小角度跨越地裂縫時(shí)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制,對(duì)于解決地鐵4號(hào)線跨越地裂縫的工程災(zāi)害問題是具有十分重要的意義。本文以西安地鐵4號(hào)線隧道跨越地裂縫為研究背景,結(jié)合以往資料,首先介紹了地鐵4號(hào)線沿線地裂縫的分布與活動(dòng)規(guī)律;其中線路與地裂縫f_3、f_8、f_9呈小角度交匯,其余地裂縫均與線路呈大角度交匯,這些地裂縫會(huì)給4號(hào)線隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)和建成之后的正常運(yùn)行造成影響。其次,本文分析了地鐵4號(hào)線沿線地裂縫的成因機(jī)理。通過對(duì)以往資料的分析和整理,認(rèn)為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是西安地裂縫出現(xiàn)的內(nèi)在主導(dǎo)因素,加上西安特有的地貌,地裂縫表現(xiàn)出其構(gòu)造性質(zhì);過度開采地下承壓水是西安地裂縫形成的外在主導(dǎo)因素,斷裂層的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致兩側(cè)地層出現(xiàn)結(jié)構(gòu)差異,加上長(zhǎng)期過度開采地下承壓水帶來的影響,地層容易產(chǎn)生差異沉降,過度開采地下承壓水是地裂縫超�；顒�(dòng)的直接原因。運(yùn)用MIDAS/GTS NX有限元程序建立地鐵隧道結(jié)構(gòu)分別在小角度(25~o)和大角度(75~o)情況下跨越地裂縫的數(shù)值模型,隧道結(jié)構(gòu)與地裂縫相互作用,從地鐵隧道受力、變形、破壞、影響范圍和地層位移這幾個(gè)方面對(duì)建立的模型進(jìn)行模擬分析。指出地鐵在小角度(25~o)跨越地裂縫時(shí),隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以剪切為主,加上扭轉(zhuǎn)變形,變形范圍主要在其附近2.8倍隧道直徑的范圍內(nèi),且下盤范圍略大于上盤;地鐵在大角度(75~o)跨越地裂縫時(shí),隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以拉張-剪切為主,局部有扭轉(zhuǎn)和彎曲變形,變形范圍主要在其附近0.35倍隧道直徑的范圍內(nèi),且下盤范圍略大于上盤;最后,根據(jù)在前幾章的內(nèi)容可以得出,當(dāng)?shù)亓芽p活動(dòng)量達(dá)到一定值時(shí),地鐵隧道結(jié)構(gòu)就會(huì)產(chǎn)生破裂破壞;為保證地鐵隧道結(jié)構(gòu)能夠順利跨越地裂縫,本文從結(jié)構(gòu)、防水、監(jiān)測(cè)與預(yù)警等方面提出防治措施。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U231;P642.2
【圖文】：

2 地鐵沿線地裂縫概況2 地鐵沿線地裂縫概況2.1 西安地裂縫的整體概況2.1.1 空間分布在西安市范圍內(nèi)由北到南先后分布著 14 條地裂縫（帶），其中部分伴有次裂縫的發(fā)生；這些被發(fā)現(xiàn)的地裂縫（帶）具有以下的空間分布特點(diǎn)：1）具有相對(duì)統(tǒng)一的走向 NE65°～80°；2）地裂縫（帶）間表現(xiàn)為近平行近等間距排列。

1）平面展布特征地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ)是地裂縫產(chǎn)生的基本原因，并且地裂縫在發(fā)育時(shí)所表現(xiàn)出來的平也符合其地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)；黃土梁與洼地的交匯處往往是地裂縫容易發(fā)生的位裂縫從南到北有規(guī)律地呈帶狀分布于黃土梁洼地貌區(qū)域內(nèi)黃土梁以南一側(cè)，其黃土梁洼的分布相對(duì)應(yīng)，整體走向也基本一致。西安地裂縫（帶）間近似平行間距為 2.1km，最小間距為 0.4km 平均間距為約 1km。西安地裂縫的發(fā)展不僅受到了地質(zhì)構(gòu)造基礎(chǔ)的影響，同時(shí)也受到了地下承壓水響，經(jīng)過對(duì)地裂縫和地面沉降有關(guān)資料的調(diào)查，可以發(fā)現(xiàn)在西安地區(qū)出現(xiàn)地面和承壓水位下降的區(qū)域的位置分布相對(duì)應(yīng)，而地裂縫往往就出現(xiàn)在區(qū)域附近。2）剖面結(jié)構(gòu)特征主、次裂縫在剖面?zhèn)鹊慕M合模式基本可以概括為以下兩種：階梯狀和“y”字2 所示），表現(xiàn)形態(tài)通常為上部較寬，下部漸漸變窄；“y”字型的組合模式縫活動(dòng)造成靠南一側(cè)土體下降、靠北一側(cè)土體上升形成垂向剪切作用，這種作表產(chǎn)生末端張裂的效果[13]。

2.2.1 西安地鐵 4 號(hào)線工程概況西安地鐵 4 號(hào)線是西安市規(guī)劃的第四條地鐵線路，目前正處在施工階段。建成之后將與之前就投入使用的地鐵 1、2、3 號(hào)線共同承擔(dān)起為西安人民提供快捷交通服務(wù)的重任，以此達(dá)到服務(wù)城市居民生活辦公等需要；地鐵 4 號(hào)線在正式運(yùn)行之后，將與 2 號(hào)線共同形成南北走向的主要交通樞紐線路，既起到緩解地鐵 2 號(hào)線的運(yùn)營(yíng)壓力的作用，同時(shí)又可以增加地鐵線路在南北走向上的運(yùn)營(yíng)能力；地鐵 4 號(hào)線計(jì)劃全程總長(zhǎng)度為 35.2km，從南到北設(shè)計(jì)車站 29 個(gè)，包括 11 個(gè)換乘站，與已開通的 1、2、3 號(hào)線均有換乘，在將來可以做到與 9 條地鐵線路換乘；地鐵 4 號(hào)線全線設(shè)計(jì)為地下線路，途經(jīng)北客站，火車站等人口密集區(qū)域。全線于 2014 年正式動(dòng)工，預(yù)計(jì) 2018 年全線通車。2.2.2 地鐵 4 號(hào)線與地裂縫交匯情況目前正在施工建設(shè)的地鐵 4 號(hào)線從北到南跨越 f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、f8、f9、f10、f13、fc1、fc5、fc6等共 14 條地裂縫（見圖 2.3），其中與地裂縫 f3、f8、f9呈小角度交匯，其余地裂縫均與線路呈大角度交匯。

【參考文獻(xiàn)】

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5 王超;西安地鐵地裂縫隧道新型防滲技術(shù)的模型試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2010年

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7 趙韜;地裂縫活動(dòng)環(huán)境下的土層—地鐵隧道相互作用數(shù)值分析[D];長(zhǎng)安大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2756268