【摘要】：隨著我國經濟的快速發(fā)展,地鐵開挖工程已進入大規(guī)模建設階段。然而地鐵開挖導致的災難事故也越來越多,開挖引起的地面沉降在地下工程施工中越來越受到人們的關注。地鐵開挖會對周圍土體產生擾動,部分土體應力的釋放將打破原有土體的應力平衡,施工擾動地層所產生的應力調整及變形傳遞到地面,引起地基土體性質及其支承條件的改變,導致地面發(fā)生不均勻沉降和各種變形,嚴重時將影響其正常使用甚至出現(xiàn)塌方或隆起破壞。近年來,在國內外很多地鐵開挖施工中屢屢出現(xiàn)類似事故,造成重大經濟損失和嚴重社會后果。城市隧道施工引起的地面變形會對環(huán)境造成不可避免的負面影響,因此沉降控制是隧道的設計和施工過程中質量管理方面非常重要的一項。本文以長沙地鐵二號線西延線望梅區(qū)間站地鐵開挖工程為背景,首先對地鐵開挖引起的橫向地表沉降進行研究,在目前眾多預測地鐵隧道開挖引起地表橫向沉降的經驗方法中,Peck提出的高斯方程是最簡便,也是應用最為廣泛的方法。Peck認為施工產生的地面沉降是在不排水的情況下所發(fā)生的,所以沉降槽體積應該是等于地層損失的體積。它假設地層損失在整個隧道長度上都均勻分布,隧道施工所產生的地表沉降橫向分布近似成一正態(tài)分布曲線。由于這一公式的提出是基于有限地區(qū)的實測資料,在應用前應先進行基于當?shù)貙崪y資料的驗證工作,各地區(qū)地質條件的差異性,往往導致Peck公式預測的沉降值與實測數(shù)據不相吻合,存在較大的誤差。本文根據現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據,采用回歸分析法引入兩個修正系數(shù),即地表最大沉降修正系數(shù)α和沉降槽寬度修正系數(shù)β,對Peck公式進行了修正,得出了適用于長沙地鐵二號線西延線的Peck公式,并為今后地鐵其他線路的修建提供參考依據。同時在收集整理了工程中常用的各種預測長期沉降的數(shù)學模型基礎上,根據從2012年12月20日至2013年7月15日中的50組沉降數(shù)據實測值進行曲線的擬合,計算分析出了其中6種模型預測中的每個參數(shù)值,討論了地鐵施工所引起的地面沉降隨著時間變化的規(guī)律,并比較了實測值和預測值,對比出各個階段的誤差大小,最后選出最適合本項目預測地表長期沉降的預測模型為雙曲線模型,研究成果具有一定的理論意義和廣闊的應用前景。
[Abstract]:With the rapid development of China's economy, subway excavation project has entered the stage of large-scale construction. However, there are more and more disasters caused by subway excavation, and people pay more and more attention to the ground subsidence caused by excavation. The underground excavation will disturb the surrounding soil, and the release of some soil stress will break the stress balance of the original soil, and the stress adjustment and deformation caused by the construction disturbance will be transmitted to the ground. It causes the change of the properties of the soil and its supporting conditions, which results in uneven settlement and various deformation of the ground, which will affect its normal use and even cause collapse or uplift failure. In recent years, similar accidents have occurred frequently in many subway excavation construction at home and abroad, resulting in significant economic losses and serious social consequences. The ground deformation caused by urban tunnel construction will inevitably have a negative impact on the environment, so settlement control is very important in the design and construction of tunnel quality management. Based on the excavation project of Wangmei section station of West extension Line of Changsha Metro Line 2, this paper firstly studies the lateral surface settlement caused by subway excavation. The Gao Si equation proposed by Peck is the simplest and most widely used method to predict the lateral surface settlement caused by subway tunnel excavation. Peck holds that the ground subsidence caused by construction occurs without drainage. So the settlement tank volume should be equal to the formation loss volume. It assumes that the formation loss is uniformly distributed in the whole tunnel length, and the transverse distribution of surface subsidence generated by tunnel construction is approximately a normal distribution curve. Since the formula is based on the measured data in a limited area, the verification work based on the local measured data should be carried out before application, and the geological conditions of each region are different. The settlement predicted by the Peck formula often does not coincide with the measured data, and there is a large error. Based on the field monitoring data, this paper introduces two correction coefficients by regression analysis, that is, the correction coefficient 偽 of the maximum surface subsidence and the correction coefficient 尾 of the width of the subsidence trough. The Peck formula is modified in this paper. The Peck formula applicable to the west extension of Changsha Metro Line 2 is obtained, and the reference basis for the construction of other subway lines in the future is provided. At the same time, on the basis of collecting and arranging all kinds of mathematical models commonly used in engineering to predict long-term settlement, the curve fitting is carried out according to 50 groups of settlement data from December 20, 2012 to July 15, 2013. Each parameter value in the prediction of six models is calculated and analyzed, and the variation law of ground subsidence caused by subway construction with time is discussed, and the measured and predicted values are compared, and the errors in each stage are compared. Finally, the hyperbolic model is chosen as the most suitable model for predicting the long-term settlement of the land surface. The research results have certain theoretical significance and broad application prospect.
【學位授予單位】：中南林業(yè)科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U231.3;P642.26

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本文編號：2164971