收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

地裂缝环境下的地铁隧道—地层地震动力相互作用研究

刘妮娜  
【摘要】: 西安地裂缝自1959年首次发现以来,已对西安市的城市建设和人民生活造成了极大的影响,并对在建和拟建的多条地铁线路构成了威胁。在目前已经探明的十四条地裂缝中,有多条与正在建设中的西安地铁1号、2号线相交。西安地裂缝在未来地铁建设及运营期间的活动无疑会影响到西安地铁的安全性。由于西安市位于高烈度地震区,已有的震害研究表明,地铁结构作为城市的生命线工程一旦遭受地震破坏,将会给地震应急以及震后修复工作带来极大的困难。如何保证西安地铁在强震作用下的安全,同样也是地铁建设中的重要课题,因此,在西安市这一特殊的工程地质环境下建造地铁是一个全新的重大工程难题,学术界和工程界均对此高度关注。 本文以西安市重大工程—西安地铁穿越地裂缝活动带的防灾措施为工程研究背景和依托,以地铁沿线地裂缝在地震动力荷载作用下的活动特征及西安地铁隧道在这一特殊工程地质条件下的动力反应特征及土与地下铁道的地震动力相互作用为研究对象,采用模型试验、数值模拟、理论分析相结合的方法对动力荷载作用下西安地裂缝的活动特征,地铁隧道在动力荷载作用及地裂缝活动状态下的动力反应进行了系统的研究。 基于对地裂缝运动及其对地下结构破坏规律的认识,建立了地震动力荷载作用下的地裂缝场地动力试验模型。试验表明,在地震荷载作用下,隐伏地裂缝的上覆土层会产生开裂,出露地表且裂缝宽度增加,并在原有地裂缝附近引起与之相交的次生裂缝,地震荷载作用引起的地裂缝开合,使其成为深部土体向上运动的通道。 论文首次进行了地裂缝环境下地铁隧道地震动力振动台模型试验,以相似原理为依据,建立了基于重力失真模型的黄土自由场地环境下盾构隧道及马蹄形隧道地震动力作用振动台试验模型。通过试验证明地铁隧道在动力荷载作用下的运动加速度比其周围土体的动力加速度大;地铁隧道在动力荷载作用下所产生的动土压力相比于振动前后土压力要增加许多,所以在地铁结构设计中对于动土压力及侧向土压力应引起重视;动力荷载作用下盾构地铁隧道底部的正应力较大。 通过试验研究,发现由于地裂缝南北两盘的不均匀沉降,地裂缝邻近部位的地铁隧道应力出现增大现象。当地裂缝场地中采用柔性分段式地铁隧道穿越时,其地铁隧道各段的动力反应具有一定的相对独立性,且在地裂缝区域没有出现应力剧增的现象,据此在工程中建议采用柔性分段接头穿越地裂缝区域。 论文还基于有限元理论建立了以Marc为分析平台的有限元数值分析模型,对西安地铁中采用的典型隧道形式进行了地震荷载作用下的动力特征分析及与地裂缝运动耦合时的地铁隧道动力分析;研究认为:地震动力荷载作用下地铁隧道结构所受的剪应力较大,工程中应该进行相应的考虑;动加速度和主应力的最大值产生于隧道结构的底部,同时在地铁隧道内部各点的累积变形大于隧道外部各点的累积变形;当地裂缝场地南盘相对于北盘下沉时,将在分段马蹄形隧道各分段处产生摩擦作用且在各连接部位产生压应力,同时在隧道的两侧壁和各连接处产生较大的剪应力。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 马志飞;;地裂缝:地球上难以愈合的伤口[J];生命与灾害;2009年04期
2 王景明;陈树强;;陕西泾阳地裂缝灾害及其成因分析[J];水土保持学报;1989年01期
3 丰继林;地裂缝灾害评价方法研究[J];中国地质灾害与防治学报;1994年S1期
4 董东林,武强,孙桂敏;山西临汾市地裂缝GIS预测的初步研究[J];中国地质灾害与防治学报;1996年04期
5 董东林,武强,孙桂敏,姜振泉,隋旺华,田宝霖;临汾地裂缝灾害与地下水开采相关关系[J];中国矿业大学学报;1999年01期
6 武强,董东林,武雄,姜振泉,隋旺华,钱增江,傅耀军,徐建芳,张伟;临汾市地裂缝灾害模拟与灾情预报的GIS研究[J];中国科学D辑;2000年04期
7 董东林,武强,钱增江,孙桂敏,姜振泉,隋旺华,陈佩佩,田宝霖;临汾地面沉降数值模拟及其与地裂缝灾害关系研究[J];工程地质学报;2001年02期
8 王海刚;;北京市顺义地区高丽营地裂缝灾害照片说明[J];中国地质灾害与防治学报;2011年03期
9 董东林,孙桂敏,武强,姜振泉,隋旺华;地层条件与地裂缝之间的关系研究──以山西省临汾市区为例[J];中国地质灾害与防治学报;1998年03期
10 董东林,武强,姜振泉,隋旺华,魏学勇,张开军;析临汾地裂缝之地质成因[J];中国矿业大学学报(自然科学版);2002年01期
11 沙晓军;;从江阴市地裂缝产生及控制发展过程看地下水禁采的效果[J];江苏水利;2006年07期
12 张晶;张铁奎;张业成;;我国内生地裂缝灾害概况[J];地质灾害与环境保护;1992年02期
13 王景明,倪玉兰,刘金峰,赵文强;河北省地裂缝灾害与成因分析[J];中国地质灾害与防治学报;1994年S1期
14 张占兵;李昌存;姜升;;EH4在地裂缝探测中的应用[J];科技创新导报;2010年02期
15 贾三满;刘明坤;田芳;赵守生;;北京地区地裂缝分类及防治措施[J];城市地质;2011年02期
16 魏晓鹏;王润福;;山西断陷盆地地裂缝时空分布规律及防灾对策[J];华北国土资源;2009年02期
17 赵忠海;;北京地区地裂缝灾害的分布特征及其成因探讨[J];地质灾害与环境保护;2006年03期
18 符继卫;;矿区采空塌陷与地裂缝灾害探析[J];山西焦煤科技;2011年07期
19 李新生;王静;王万平;王朋朋;宋彦辉;李忠生;张福忠;彭建兵;李喜安;;西安地铁二号线沿线地裂缝特征、危害及对策[J];工程地质学报;2007年04期
20 阎文中;;西安地裂缝与地面沉降灾害经济损失评估[J];上海地质;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宗开红;;苏—锡—常地区地裂缝灾害研究[A];全国突发性地质灾害应急处置与灾害防治技术高级研讨会论文集[C];2010年
2 刘玉海;陈志新;戴福初;;大同地裂缝灾害及其安全距离确定[A];第四届全国工程地质大会论文选集(一)[C];1992年
3 李凯玲;;GIS对西安地裂缝灾害敏感性评价探讨[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
4 陈红旗;周新民;彭建兵;;西安地裂缝区域稳定动力学研究[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
5 冯美生;王来贵;张红珠;曹春雨;;西辛庄镇矿山地质环境恢复治理对策[A];全国矿区环境综合治理与灾害防治技术研讨会论文集[C];2011年
6 瞿伟;张勤;张双成;王利;王庆良;李振洪;;基于GPS观测资料分析西安现今地壳形变特征及与地裂灾害成因关系[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
7 李新生;陈广宇;李建国;李军伟;;西安地裂缝活动机理新解[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
8 张骏;卢玉东;孙建中;范文;;广西小平阳岩溶区地裂缝形成机制初探[A];第五届全国工程地质大会文集[C];1996年
9 王景明;;我国地裂缝及其灾害分析[A];第四届全国工程地质大会论文选集(一)[C];1992年
10 宋彦辉;王颖;席学涛;;地裂缝带土的工程特性及影响宽度数值分析[A];2011年全国工程地质学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 何红前;渭河盆地地裂缝成因机理研究[D];长安大学;2011年
2 石玉玲;地裂缝作用下桥梁与房屋基础灾变机理模型试验研究[D];长安大学;2011年
3 瞿伟;基于空间大地测量反演理论的汾渭盆地地壳形变及地裂缝群发机理研究[D];长安大学;2011年
4 李昌存;河北平原地裂缝研究[D];中国地质大学(北京);2003年
5 胡建平;苏锡常地区地下水禁采后的地面沉降效应研究[D];南京大学;2011年
6 马文瀚;湖南省地质灾害孕灾机理及综合防治研究[D];中南大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘智;汾渭盆地地裂缝浅层地震精细探测方法技术应用研究[D];长安大学;2013年
2 闫方方;基于层次分析法的运城盆地地裂缝灾害危险性评价研究[D];长安大学;2011年
3 郭晋燕;基于GIS的渭河盆地地裂缝灾害危险性评价研究[D];长安大学;2009年
4 马宁;山西省大同市地裂缝研究[D];长安大学;2010年
5 马文艳;灌溉作用诱发地裂缝成因机理研究[D];长安大学;2013年
6 安海波;华北平原地裂缝成因机理研究[D];长安大学;2011年
7 张占兵;巨厚煤层综放开采地表裂缝深度探测研究[D];河北理工大学;2010年
8 冯利斌;北京未来科技城地裂缝成因机理及其防治对策研究[D];长安大学;2011年
9 李安兴;马蹄形地铁隧道40°斜穿地裂缝的变形破坏机理研究[D];长安大学;2010年
10 章卫卫;大西高铁太原盆地沿线地裂缝发育特征及其危险性评价研究[D];长安大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 本报记者 张长山;构筑一个美好的家园[N];中国矿业报;2001年
2 ;用科研推动创新[N];中国矿业报;2011年
3 记者 胡丽霞;天水地质灾害防治:任重道远[N];天水日报;2010年
4 薛蕾;地下水保卫战[N];无锡日报;2011年
5 陈光明 王以镇;江苏地勘局物测队成功运用三维地震勘探地裂缝[N];中国矿业报;2004年
6 记者 高慧丽;地质工作须先行介入提供科技支撑[N];地质勘查导报;2010年
7 记者 王晓馨;采取有力措施 切实做好地质灾害防治工作[N];天水日报;2011年
8 武健强;苏锡常地区步入微沉降时期[N];中国国土资源报;2011年
9 万力;加强地质灾害研究已刻不容缓[N];学习时报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978