本文關(guān)鍵詞：飽和軟黃土地鐵隧道施工地表沉降特性及其控制技術(shù)

  更多相關(guān)文章： 飽和軟黃土 地鐵隧道 礦山法 盾構(gòu) 地表沉降 FLAC模擬 施工災(zāi)害 控制技術(shù)

【摘要】：開展西安飽和軟黃土地層地鐵隧道施工地表沉降特性與災(zāi)害減控技術(shù)研究具有重要的理論意義與工程應(yīng)用價值。本文以西安地鐵三號線通化門-胡家廟-石家街區(qū)間隧道為工程背景,采用室內(nèi)和現(xiàn)場試驗、理論分析、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實踐相結(jié)合的方法開展研究工作。開展飽和軟黃土地層靜力觸探試驗、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗、旁壓試驗和扁鏟試驗等原位試驗和室內(nèi)試驗研究了飽和軟黃土的變形機(jī)理。結(jié)果表明,飽和軟黃土具有孔隙比大、含水率高、強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng)、承載力差、呈軟塑或流塑狀態(tài)的特性�；诒忡P側(cè)脹試驗數(shù)據(jù)得到了飽和軟黃土地層靜止側(cè)壓力系數(shù)、側(cè)向基床反力系數(shù)計算的經(jīng)驗公式。研究表明,影響西安地鐵飽和軟黃土地層隧道施工誘發(fā)的地表沉降規(guī)律的主要因素包括:隧道的埋深、隧道的斷面尺寸、地下水水位、飽和軟黃土及其它土層的物理力學(xué)特性、飽和軟黃土的厚度、飽和軟黃土的位置、隧道的施工方法。采用FLAC模擬的方法對比研究了西安地鐵飽和軟黃土地層常見的四種斷面大小的區(qū)間隧道礦山法施工不同開挖方法誘發(fā)的地表沉降規(guī)律�；诘乇碜罱K沉降最小的原則,提出了常見的四種斷面隧道的合理開挖方法。胡石區(qū)間飽和軟黃土地層隧道采用基于四種斷面隧道得到的合理開挖工法進(jìn)行施工。研究表明橫向地表沉降分為三個階段,即初期變形階段、急劇增長階段和長期變形階段;縱向地表沉降可以分為沉降緩慢階段、沉降加速階段和沉降穩(wěn)定階段等三個階段。采用Peck理論建立地表沉降預(yù)測模型,完成了右線隧道的地表沉降槽預(yù)測,預(yù)測結(jié)果與實測值基本吻合。研究表明,地鐵沿線的飽和軟黃土天然狀態(tài)下的工程特性較差,處于流塑狀態(tài)。厚度和位置對飽和軟黃土礦山法隧道地表沉降的影響規(guī)律FLAC分析表明,飽和軟黃土的厚度對地層變形影響明顯,飽和軟黃土的厚度越大,地層變形及變形影響范圍就越大。飽和軟黃土厚度不變時,飽和軟黃土的位置對地層變形的影響較明顯,飽和軟黃土距離地表越近,地表沉降值越大。通過FLAC分析的手段,研究了隧道洞身上部為飽和軟黃土和新黃土情況下盾構(gòu)施工誘發(fā)的地表沉降規(guī)律的異同,研究了隧道洞身上部飽和軟黃土加固前后盾構(gòu)施工誘發(fā)的地表沉降規(guī)律的異同。結(jié)果表明,飽和軟黃土位于洞身上部時,盾構(gòu)隧道地表沉降的范圍和數(shù)值均大于同樣厚度的新黃土位于洞身上部時的地表沉降的范圍和數(shù)值。洞身上部的飽和軟黃土注漿加固后,其力學(xué)性質(zhì)得到極大改善,土體強(qiáng)度增強(qiáng),地表沉降值及影響范圍大幅度降低,加固效果顯著。基于飽和軟黃土隧道地表沉降特性研究結(jié)果,提出了礦山法施工和盾構(gòu)施工地鐵隧道誘發(fā)的施工災(zāi)害類型集及其對應(yīng)的防控技術(shù)。提出了盾構(gòu)穿越飽和軟黃土地層隴海鐵路線的加固方案、飽和軟黃土地層的加固措施和盾構(gòu)法施工的控制措施。采用FLAC數(shù)值模擬的方法完成了盾構(gòu)穿越既有鐵路防控措施的可行性評價,研究了盾構(gòu)隧道旁穿既有金花市政隧道誘發(fā)的金花市政隧道頂板、邊墻和路面的變形規(guī)律。工程實踐表明提出的盾構(gòu)隧道下穿飽和軟黃土地層既有隴海鐵路線和旁穿既有金花市政隧道的施工災(zāi)害防控措施合理可行。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：U231.3;U456.3

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭偉;;礦山法暗挖隧道施工技術(shù)[J];科技展望;2017年07期

2 王小林;高海通;孟敏強(qiáng);王磊;;隧道穿越飽和軟黃土合理注漿半徑范圍研究[J];城市軌道交通研究;2017年01期

3 張為社;王渭明;賀廣良;呂顯州;;青島地鐵穿越富水弱膠結(jié)地層支護(hù)方案優(yōu)化研究[J];鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計;2016年10期

4 欒元重;翁麗媛;杜超;欒亨宣;;地鐵隧道地表變形小波去噪及灰色-時序組合預(yù)測模型研究[J];大地測量與地球動力學(xué);2016年08期

5 梁春剛;;地鐵隧道下穿擴(kuò)大基礎(chǔ)橋梁施工技術(shù)[J];低碳世界;2016年22期

6 龐旭卿;嚴(yán)靜平;;地鐵隧道斜交穿越地裂縫的模型試驗研究[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報;2016年07期

7 周雋;;軟土地層超大盾構(gòu)穿越運營地鐵隧道的變形控制技術(shù)研究[J];上海國土資源;2016年02期

8 張竹清;;地鐵盾構(gòu)隧道下穿高壓LNG(液化天燃?xì)?管線距離要求及沉降控制標(biāo)準(zhǔn)探討[J];隧道建設(shè);2016年05期

9 廖利釗;郭譜;楊俊;;地鐵隧道盾構(gòu)施工地表變形影響因素分析[J];土木建筑工程信息技術(shù);2016年02期

10 張國茂;;地鐵隧道圍巖穩(wěn)定性影響因素的分析[J];科技視界;2016年10期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李健;大斷面黃土隧道初支作用機(jī)理及變形控制技術(shù)研究[D];北京交通大學(xué);2012年

2 顏治國;西安地鐵黃土地層中盾構(gòu)隧道地表沉降控制理論與技術(shù)[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

3 鄭甲佳;黃土地區(qū)淺埋暗挖地鐵區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)體系受力特征研究[D];長安大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 郝忠院;地鐵隧道淺埋暗挖法施工預(yù)加固技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];西安科技大學(xué);2014年

2 李煥省;北京某地鐵淺埋暗挖隧道變形規(guī)律研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2014年

3 李杰;哈爾濱地鐵隧道淺埋暗挖法施工引起地層變形分析[D];西安建筑科技大學(xué);2012年

4 張繼華;地鐵隧道淺埋暗挖法技術(shù)在濕陷性黃土地層中的應(yīng)用研究與實踐[D];中南大學(xué);2012年

5 曾宗強(qiáng);地鐵大跨度淺埋暗挖隧道施工力學(xué)及安全性分析[D];西南交通大學(xué);2009年

，

本文編號：1281080