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原文传递成都市砂层透镜体工程特性研究

论文题名：	成都市砂层透镜体工程特性研究
关键词：	砂层透镜体;空间分布;地表变形;数值分析;地铁施工
摘要：	成都市位于成都平原，地质情况极为复杂，成都平原区域内广泛分布受冲洪积作用和冰水沉降作用形成的砂卵石地层。近年来，成都地铁建设进入大力发展阶段，大量线路穿越砂卵石地层。成都地区砂卵石层极其不稳定，河沙冲积物中产生的砂层透镜体大量分布于砂卵石地层中，一旦被盾构机扰动或砂粒间出现了水流失，非常容易引起滑动，砂卵石地层在地铁施工中由于开挖扰动及其自身特性影响，不可避免会引起地层损失。砂层透镜体坍塌的主要影响是增加地层的变形和沉降，它坍塌后，将在地层中留下大量空隙产生一个空洞。如果这部分地层损失没有及时填补，将导致上层沉降和变形。所以砂层透镜体一旦发生液化流失，对地层变形将是在灾难性的。　　因此，本文以成都地铁7号线为研究区域的边界，主要依靠对成都地铁1、2、3、4、5、7、8号线大量工程勘察数据的采集和整理、以及大量的市中心建筑物钻孔资料和水文勘测数据，选择地质建模软件GOCAD，构建了成都市主城区砂卵石地层的三维空间分布模型。对砂卵石层三维空间分布形态、砂层透镜体空间分布进行研究。分析在盾构超挖的情况下，砂卵石地层中砂层透镜体对地层损失引起地表沉降特征的影响变化规律，分析上覆土埋深、地层空洞大小等常见因素对地表沉降影响规律，可以更好地认识砂卵石地层移动的基本规律，进一步探索在含有透镜体的砂卵石纵向地层中进行第二条隧道开挖的扰动分析，分析其砂卵石地层的地基承载力，确保地表周围建筑物的正常使用，为今后成都市地铁和建筑的修建提供一定的借鉴意义和参考价值。主要研究成果如下：　　（1）对研究区砂卵石地层粒径特征、物理力学特点以及工程特性分析，结果表明：区域内粒径大于20mm的卵石是砂卵石地层中所占比例最大的，它的占比在55%以上，地层主要部分是砂卵石，在地层中起到骨架作用，对地层的物理力学性质起决定作用，砂卵石地层的变形模量和承载力表现为自上而下随着密实度的增加而增加。　　（2）对7号线内研究区的砂卵石地层三维模型进行分析，得到了研究区砂卵石层的分布规律，研究区砂卵石层，总体厚度西高东低。从东北到西南走中，西南含量较多，从东西走向中，砂层透镜体呈现西多东少的状态，在天府广场到倪家桥中间区段发现透镜体层较多，其走势符合水流走向。有少量透镜体存在于中下更新统卵石土层中，因地层较深对工程施工影响不大。　　（3）通过运用FLAC3D数值模拟软件，得到结果表明，当该地层中含有透镜体时，它的迟滞沉降时间会缩短，当透镜体在隧道空洞正上方时容易引起出现较大面积的沉降，对地表沉降的影响是最大的，它的埋置位置0.5D和1D所产生的影响相差不大。与之前学者的试验相比可知它的最大沉降量相比于无透镜体的砂卵石地层的最大层沉降量是其13.6倍，对地层迟滞沉降起到了加速反应，它加速了空洞的失稳。当透镜体在隧道两侧时，它的沉降变化量相比于无透镜体的砂卵石地层更大，但它的沉降量变化幅度比透镜体在隧道正上方的更小。在基岩处进行盾构对地表变形的影响较小，但因为有透镜体的存在，对其沉降还是会产生影响，所以在工程中得注意砂层透镜体。
作者：	王晟鹏
专业：	建筑与土木工程
导师：	巫锡勇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西藏大学
学位年度：	2021