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浅埋暗挖隧道邻近地层空洞施工影响分析与评价
| 论文题名： | 浅埋暗挖隧道邻近地层空洞施工影响分析与评价 |
| 关键词： | 浅埋暗挖隧道;施工管理;地层空洞;围岩变形 |
| 摘要： | 随着城市化进程不断加快，地铁和地下道路建设规模也在不断增长。然而，由于城市地区地质条件复杂，地层缺陷、管线渗漏等问题导致地层中存在空洞，对邻近浅埋暗挖隧道施工造成不利影响。因此，开展浅埋暗挖隧道邻近地层空洞围岩变形规律研究和地层空洞近接影响分区研究，并实现隧道邻近地层空洞施工影响分析与评价就显得极为重要。本文采用数值模拟、模型试验和贝叶斯网络理论等手段，对以上问题进行了系统的分析和研究，主要工作内容和成果如下: (1)利用FLAC3D模拟了45种空洞工况，得到在不同空洞位置、空洞尺寸和洞隧净距条件下浅埋暗挖隧道围岩变形规律，数值模拟结果表明，整体上，空洞尺寸越大，地层变形越大，围岩破坏越严重;在2～3m范围内，洞隧净距减小，围岩稳定性变差，地层变形增大;同时，空洞在隧道斜上方、侧方和斜下方时对浅埋暗挖隧道施工安全影响较大。 (2)通过开展三维模型试验，对不同空洞条件共9种工况进行研究，得到相应地表沉降变化规律，试验结果表明，空洞在隧道上方时，洞隧净距越小，地表沉降越大;空洞尺寸增大，地表沉降与沉降槽宽度增大;空洞在隧道斜上方和侧方位置时，地表沉降槽曲线向空洞一侧偏移，且地表沉降值大于空洞在隧道上方位置，以上试验结果与数值模拟结果基本吻合。 (3)参考隧道近接施工影响分区方法，并结合数值模拟结果得到的地表附加位移和隧道围岩附加位移变化规律，尝试对浅埋暗挖隧道邻近地层空洞近接影响分区进行划分。基于地表附加位移准则和隧道围岩附加位移准则，得到不同空洞尺寸下的影响分区结果。 (4)基于贝叶斯网络理论和方法，利用数值计算结果建立浅埋暗挖隧道邻近地层空洞施工安全风险分析模型，开展风险因素分析、风险预测和风险诊断。通过风险因素分析，得到风险等级排序为:空洞位置＞空洞尺寸＞洞隧净距;通过风险预测，得到不同空洞参数条件下的风险等级概率分布和最大概率风险等级;通过风险诊断，由已知围岩变形结果得到空洞风险因素概率分布和最大概率空洞状态。此外，本文结合实际提出了浅埋暗挖隧道邻近地层空洞施工安全风险控制体系，通过数据库构建、模型构建等手段最终实现风险控制，为浅埋暗挖隧道邻近地层空洞施工安全提供保障。 |
| 作者： | 王华川 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张成平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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