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地裂缝作用下的地铁隧道与地层相互作用模型试验研究

姬永尚  
【摘要】: 由于自然和人为等因素的作用和影响,自上世纪50年代以来,西安市区先后出现了14条地裂缝带,其活动时间之长和规模之大,在国内尚属罕见,直至目前,有的地裂缝还在活动。这对于西安地铁工程建设,是一个重大安全隐患。如果不能采取有效的措施,必将会对西安地下铁道工程造成严重的影响。由于地铁工程无法避让,必须穿越这些地裂缝带,并且不允许在建成运营后出现较大的损坏,因此明确地裂缝对地铁隧道的作用机制、解决地铁穿越地裂缝带的防灾设计问题就显得尤为重要。 本文作者利用长安大学地基沉降试验平台模拟地裂缝的活动,对西安典型地层埋深20.0m范围内地裂缝活动对地铁箱型隧道结构的影响机制进行了研究,采用位移计、水准仪、钢弦式压力盒、应变片测试系统等测试仪器,得到了地铁隧道结构通过地裂缝带的应力应变特征、结构周边土体受力情况和地表土体沉降变形特征等,确定了箱型隧道结构的受力模式。 本文重点介绍了与地裂缝成30°斜交情况下的箱型隧道的研究成果,并将本次试验与之前完成的地裂缝与隧道90°直交试验,以及与同等条件下进行的盾构柔性衬砌结构模型试验进行了比较分析,确定了地铁隧道以30°斜穿地裂缝时的隧道变形破坏模式,以供西安地铁隧道设计、施工及安全运营参考。


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