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软弱富水地层中浅埋暗挖隧道稳定性及地表沉降的研究
| 论文题名： | 软弱富水地层中浅埋暗挖隧道稳定性及地表沉降的研究 |
| 关键词： | 软弱富水地层;浅埋暗挖隧道;流固耦合;现场量测;地表沉降 |
| 摘要： | 城市轨道交通建设的浅埋暗挖隧道往往会穿过软弱、富水地层，这会给隧道的施工带来较大的困难，并使周围地层产生较大变形，对地面道路、建筑及地下埋设物造成不良影响。本文以莞惠城际铁路GZH-5标段暗挖隧道为工程背景，主要对软弱、富水地层中浅埋暗挖隧道进行了以下方面的研究工作: 1.在浅埋暗挖隧道中选择量测试验段，对隧道的地表沉降、拱顶沉降和洞周收敛、围岩压力、钢拱架内力、二衬内力等进行现场监测，得到地层及隧道支护结构的受力变形规律。 2.利用有限元软件ABAQUS对隧道试验段进行三维数值分析，分析隧道的受力变形规律，研究渗流对隧道及地层受力变形的影响。结果表明，试验段隧道每次开挖后孔隙水压力场变化均十分明显，围绕隧道开挖面形成漏斗状的孔隙水压力区域。隧道拱顶沉降、洞周收敛和地表沉降主要发生于隧道断面左侧上台阶开挖阶段。 3.选取试验段典型断面，对隧道开挖采用CD法、CRD法、双侧壁导坑法3种不同施工工法进行数值模拟分析，研究施工工法对隧道稳定性、地层变形的影响。对比分析计算结果，莞惠城际铁路GZH-5标段软弱围岩段宜采用CD法开挖施工。 4.通过考虑流固耦合效应的数值计算，研究渗流对隧道及受力地层的影响规律。有渗流的隧道开挖后拱顶沉降和地表沉降值及其影响范围均要大得多，渗流容易引起岩土体较大的变形;随地下水位降低，隧道拱顶沉降、洞周收敛、地表沉降基本呈减小趋势，拱底隆起量则呈增加趋势。 5.分别对双线并行隧道开挖和单线隧道开挖两种情况进行了二维有限元计算分析，分析了隧道间距对隧道稳定性及变形的影响。相对于单线隧道，净间距10m双线并行隧道开挖完成后引起的拱顶沉降、洞周收敛、地表沉降均增大;钢拱架和初期喷射混凝土的受力分布规律差别不大，弯矩、轴力和剪力值增大。 |
| 作者： | 周俊 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 毛坚强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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