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考虑地层滑裂的浅埋隧道地表沉降预测及施工方案评价
| 论文题名： | 考虑地层滑裂的浅埋隧道地表沉降预测及施工方案评价 |
| 关键词： | 浅埋隧道;地层滑裂;Peck公式;数值模拟;施工方案 |
| 摘要： | 随着城市现代化进程的加快，地下工程进入高速建设期。城市地下工程多处于人流和车流量较大的区域，面临的安全风险高，其工程建设难度和进度受到地质条件以及周边环境的影响。地下隧道暗挖施工时总是不可避免地扰动地层造成地面沉降、以至于造成地面、管线、建筑物的破坏，发生地层整体塌陷、突发性塌方等安全事故。根据现场监测的情况，地表的变形沉降与地层滑裂面的形状往往存在一致性，因此，有必要研究浅埋隧道开挖引起的地表沉降规律和预测方法，同时研究浅埋隧道的开挖方案对地表沉降规律与地层滑裂面的影响。基于此，主要研究内容及成果如下： （1）提出考虑地层滑裂的地表沉降槽宽度系数修正公式。通过分析隧道开挖引起的地层滑裂特征，研究滑裂面参数对地层变形影响，建立地表沉降槽公式与地层滑裂理论之间的联系，提出地表沉降槽宽度系数的修正公式。结果表明：一般浅埋情况下，沉降槽宽度K与地层内摩擦角φ满足近似线性关系，这一规律可通过实测资料得到验证。 （2）揭示交叉中隔墙（CRD）法施工过程的地表沉降规律与地层滑裂特征。依托深圳地铁浅埋隧道工程，对隧道CRD法施工的全过程进行三维仿真分析，研究施工全过程的地层变形规律地层滑裂特征，并将模拟结果与现场监测数据进行对比分析。结果表明：双层隧道采用CRD法施工过程中，地表和拱顶沉降分别经历了微小变形期、急剧变形期与变形稳定期等多个阶段，其中在上、下洞室开挖阶段沉降变化最为明显，中隔墙可以起到减跨的作用。隧道施工结束后，地表沉降呈正态分布，地层滑裂角略大于修正公式的结果，表明CRD法可以控制降低地表沉降槽的宽度，减小对地表沉降的影响范围。 （3）建立浅埋隧道施工方案的评价方法。在考虑地表沉降与地层滑裂的基础上，设计不同的施工方案，研究浅埋隧道采用不同方案对地表沉降以及地层滑裂的影响，结果表明：中隔墙对地表和拱顶沉降以及滑裂角的控制方面起到关键作用，可以将地表最大沉降值减小30%左右，且能降低施工对地表沉降的影响范围。在兼顾安全和进度的前提下，CRD简易法可作为本工程的最优施工方案。 |
| 作者： | 赵俊伟 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 戚蓝;王浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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