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兰州地区红砂岩分类方法及对应的基坑支护结构研究
| 论文题名： | 兰州地区红砂岩分类方法及对应的基坑支护结构研究 |
| 关键词： | 轨道交通施工;红砂岩;分类处理;基坑支护结构;崩解速度;物理力学性质 |
| 摘要： | 兰州轨道交通施工过程中遇到西北地区罕见的红砂岩地层，该地层成岩作用差，赋水性差，暴露地表易风化，不经扰动时强度较高，扰动或遇水时其强度迅速衰减，呈散砂状，具有流塑性，由此产生的大量工程地质问题，给深基坑开挖与降水带来极大的困扰，众多院士称其为世界级施工难题。在地下水富集地段进行基坑开挖极易发生涌水、涌砂情况，造成基底软化，基坑变形坍塌，从而引发一些基坑工程事故。兰州轨道交通沿线红砂岩工程性质差异较大，且对其缺乏全面系统的研究，深基坑支护及降水没有形成一套成熟的理论及工法。 本文从兰州轨道交通1，2号线工点开挖过程中遇到的特殊红砂岩地层的崩解速度出发，通过对勘察数据统计分析，结合室内外试验研究红砂岩各物理力学性质与崩解速度之间的关系，选择恰当的参数对红砂岩进行分类，并针对各类红砂岩深基坑提出支护措施。通过对各基坑监测数据及数值模型分析，验证分类方法及支护结构设计的合理性，以期为后续红砂岩分布地区轨道交通工程勘察、设计和施工提供参考。本文主要的研究工作及结论如下： 1．对勘察、设计、施工资料中红砂岩的物理力学特性参数统计获得合理的数据，并通过现场试验、室内试验及工程实例分析，从红砂岩的崩解性出发，研究各物理力学性能与崩解的相关性，选择合理的参数将兰州地区红砂岩分为3类。 2．根据红砂岩分类，选择3类红砂岩对应的典型车站，A类红砂岩选择雁园路站，B类选择定西路站，C类选择雁北路站，详细叙述了各车站的工程概况、周边建筑环境、工程地质条件、水文地质条件以及岩土工程问题，分别为各类红砂岩地层基坑提出支护结构及地下水控制措施的具体建议。 3．对雁园路车站、定西路车站和雁北路车站基坑施工过程中周边环境的变化及支护结构的变形实时监测，分析基坑周边地表沉降、建筑物沉降及倾斜、支护桩（墙）顶水平及竖向位移和支撑轴力等项目随时间变化的规律。 4．利用Midas GTS数值模拟软件分别对雁园路车站、定西路车站和雁北路车站基坑建立数值模型，模拟各施工工况下基坑周边地表沉降、支护桩（墙）水平及竖向位移和轴力变化的规律，并选取典型工况的监测数据与数值模拟值对比分析，结果表明各类红砂岩对应的基坑支护结构方案选择科学、合理，也说明本文给出的红砂岩分类方法有较好的参考和应用价值。 |
| 作者： | 李宇杰 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 朱彦鹏;滕文川 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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