【碩士】盾構(gòu)隧道60°斜穿地裂縫的變形破壞機(jī)理研究【2010】

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　　學(xué)科專業(yè)：巖土工程　　授予學(xué)位：工學(xué)碩士　　學(xué)位授予單位：長(zhǎng)安大學(xué)　　學(xué)位年度： 2010年　　為了研究大角度斜穿西安活動(dòng)地裂縫時(shí)盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)的變形破壞機(jī)理，探討西安地鐵隧道結(jié)構(gòu)穿越地裂縫的工程措施，本文利用長(zhǎng)安大學(xué)地基沉降試驗(yàn)平臺(tái)模擬地裂縫的活動(dòng)，研究了在西安典型地層埋深23．0m范圍內(nèi)盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)與地裂縫60。斜交下的破壞模式、破壞特征和破壞機(jī)理，與30°和90°工況下的結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)(與地裂縫夾角為30°、90°)進(jìn)行對(duì)比分析，管片混凝土應(yīng)變、縱向和環(huán)向螺栓應(yīng)變、結(jié)構(gòu)接觸土壓力、外圍土壓力、結(jié)構(gòu)內(nèi)部收斂位移、模型頂表面土體變形以及宏觀變形破壞現(xiàn)象表明：盾構(gòu)隧道管片襯砌結(jié)構(gòu)60。斜穿地裂縫的變形破壞模式為剪切變形為主，局部有扭轉(zhuǎn)和彎曲變形；結(jié)構(gòu)破壞范圍為上盤0．75D，下盤0．50D(D為管片環(huán)外徑1．20m)；管片混凝土破壞主要發(fā)生在螺栓孔附近，地裂縫處縱向螺栓發(fā)生較強(qiáng)的剪切、扭轉(zhuǎn)和拉伸變形破壞；管片襯砌結(jié)構(gòu)變形破壞不對(duì)稱，管片環(huán)向處于偏壓狀態(tài)；環(huán)縫拱頂錯(cuò)位量大于拱底和拱腰，拱頂最大錯(cuò)位量達(dá)30m(0．025D)，盾構(gòu)管片襯砌結(jié)構(gòu)模型難以適用地裂縫錯(cuò)動(dòng)變形20am(0．1667D)。　　以物理模型試為原型，參照地裂縫處土體的相關(guān)參數(shù)，用ANSYS數(shù)值模擬軟件對(duì)物理模型試驗(yàn)進(jìn)行了有限元模擬，得出了與模型試驗(yàn)較為一致的破壞形式和破壞范圍?！　【C合考慮模型實(shí)驗(yàn)和有限元模擬，提出盾構(gòu)管片襯砌結(jié)構(gòu)不適用于地裂縫活動(dòng)強(qiáng)烈的地質(zhì)環(huán)境。這些為西安地鐵及相同地質(zhì)條件下盾構(gòu)隧道管片結(jié)構(gòu)以大角度穿越地裂縫時(shí)的破壞預(yù)測(cè)和預(yù)防提供理論根據(jù)?！　?

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