本文選題：地鐵隧道 + 大厚度濕陷性黃土�。� 參考：《長(zhǎng)安大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：西安市域快速軌道交通臨潼線區(qū)間濕陷性黃土層達(dá)23.2m左右,如何合理處理地鐵大厚度濕陷性黃土地層尚缺乏工程經(jīng)驗(yàn),存在較大的盲目性,成為困擾黃土地區(qū)地鐵技術(shù)人員的一個(gè)技術(shù)難題。同時(shí)臨潼線大厚度濕陷性黃土層呈現(xiàn)中等或嚴(yán)重濕陷等級(jí),地層浸濕后對(duì)淺埋暗挖隧道的結(jié)構(gòu)安全性能提出嚴(yán)峻考驗(yàn)。為解決以上問(wèn)題,論文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)浸水試驗(yàn)、離心模型試驗(yàn),并結(jié)合有限元數(shù)值仿真分析,研究在不同地基處理深度時(shí),地基濕陷面積(全幅、半幅等)對(duì)地基及隧道結(jié)構(gòu)受力變形的影響,預(yù)測(cè)某濕陷面積發(fā)生范圍所對(duì)應(yīng)的地基安全處治深度,明確隧道破壞程度和處理深度的關(guān)系及規(guī)律,制定大厚度濕陷性黃土地基處理的原則。論文首先開(kāi)展了濕陷性黃土場(chǎng)地對(duì)浸水的濕陷規(guī)律研究,客觀判定沿線黃土場(chǎng)地的濕陷類型、地基濕陷等級(jí)、濕陷深度等特征,在浸水試驗(yàn)基礎(chǔ)上分析黃土浸水入滲規(guī)律。其次,通過(guò)改進(jìn)離心機(jī)浸水裝置和監(jiān)測(cè)設(shè)備,系統(tǒng)進(jìn)行了浸水條件下濕陷性黃土層對(duì)地鐵隧道結(jié)構(gòu)影響及增濕條件下大厚度濕陷性黃土地基及其隧道結(jié)構(gòu)的破壞性試驗(yàn)研究,觀測(cè)地基及隧道結(jié)構(gòu)的變形過(guò)程和破壞模式,并分析未處理黃土地基隧道模型的增濕變形受力特征和極限破壞模式,探討了隧道結(jié)構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)的強(qiáng)度特性、導(dǎo)致其破壞的主要影響因素并分析其影響規(guī)律。再者,以復(fù)合地基對(duì)剩余濕陷量的抵御能力為主線,結(jié)合離心模型試驗(yàn)分析結(jié)果,依托大型通用有限元程序系統(tǒng)開(kāi)展浸水濕陷條件下隧道結(jié)構(gòu)受力分析及地基土壓力變化特性的研究。最后,基于西安地鐵臨潼線工程建設(shè)實(shí)際,分析在不同地基處理深度時(shí),地基濕陷面積對(duì)地基及隧道結(jié)構(gòu)受力變形的影響,預(yù)測(cè)某濕陷面積發(fā)生范圍所對(duì)應(yīng)的地基安全處治深度,得出隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞時(shí)人工地基的濕陷面積和合理處治深度的相關(guān)規(guī)律,制定地鐵隧道大厚度濕陷黃土地基的合理處治原則,建立了大厚度濕陷性黃土土層處治厚度和剩余濕陷量控制標(biāo)準(zhǔn)。論文研究成果為依托工程及后續(xù)類似工程的設(shè)計(jì)提供了有利的技術(shù)支持。
[Abstract]:The collapsible loess layer in the section of Lintong Line of rapid rail transit in Xi'an is about 23.2m. How to deal with the collapsible loess stratum with large thickness of subway is still lack of engineering experience, and there is more blindness. It has become a difficult technical problem for subway technicians in loess area. At the same time the collapsible loess layer with large thickness in Lintong line is of moderate or severe collapsibility grade. The structural safety performance of shallow buried tunnel is severely tested after the stratum is soaked. In order to solve the above problems, through the field immersion test, centrifugal model test and finite element numerical simulation analysis, the paper studies the settlement area of the foundation at different depth of treatment. The influence of half amplitude on the stress and deformation of foundation and tunnel structure, the safe treatment depth of foundation corresponding to the range of collapsing area is forecasted, and the relation and law of the damage degree and treatment depth of tunnel are made clear. Principles for foundation treatment of collapsible loess with large thickness are formulated. In this paper, firstly, the collapsibility of collapsible loess site is studied, and the types of collapsibility, grade of foundation and depth of collapsibility are determined objectively, and the infiltration law of loess is analyzed on the basis of soaking test. Secondly, through the improvement of centrifuge soaking device and monitoring equipment, the destructive tests of collapsible loess foundation and its tunnel structure with large thickness under the condition of soaking and wetting are carried out systematically, and the influence of collapsible loess layer on the subway tunnel structure under the condition of soaking water is also studied. The deformation process and failure mode of foundation and tunnel structure are observed, and the mechanical characteristics of humidification deformation and ultimate failure mode of untreated loess foundation tunnel model are analyzed, and the strength characteristics of tunnel structure when the tunnel structure reaches the limit state are discussed. The main influencing factors that lead to its destruction and the law of its influence are analyzed. Furthermore, taking the resistance of composite foundation to residual subsidence as the main line, combined with the results of centrifugal model test, Based on the large universal finite element program system, the stress analysis of tunnel structure and the study of soil pressure variation characteristics are carried out under the condition of immersion and collapsibility. Finally, based on the construction practice of Xi'an Metro Lintong Line, the influence of ground collapsing area on the stress and deformation of foundation and tunnel structure is analyzed in different depth of foundation treatment. The safe treatment depth of the foundation corresponding to the occurrence range of the collapsing area is predicted, and the correlation law of the collapsing area and the reasonable treatment depth of the artificial foundation when the tunnel structure is destroyed is obtained. The reasonable treatment principle of the large thickness collapsible loess foundation of the subway tunnel is established, and the control standard of the treatment thickness and the residual collapsibility of the large thickness collapsible loess soil layer is established. The research results of this paper provide favorable technical support for the design of supporting engineering and similar projects.
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：U452.11;U451

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本文編號(hào)：1852109