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【碩士】盾構(gòu)隧道60°斜穿地裂縫的變形破壞機(jī)理研究【2010】
內(nèi)容簡介
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:長安大學(xué) 學(xué)位年度: 2010年 為了研究大角度斜穿西安活動地裂縫時盾構(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,本文利用長安大學(xué)地基沉降試驗平臺模擬地裂縫的活動,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(與地裂縫夾角為30°、90°)進(jìn)行對比分析,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)變形破壞不對稱,管片環(huán)向處于偏壓狀態(tài);環(huán)縫拱頂錯位量大于拱底和拱腰,拱頂最大錯位量達(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動變形20am(0.1667D)?! ∫晕锢砟P驮嚍樵?,參照地裂縫處土體的相關(guān)參數(shù),用ANSYS數(shù)值模擬軟件對物理模型試驗進(jìn)行了有限元模擬,得出了與模型試驗較為一致的破壞形式和破壞范圍?! 【C合考慮模型實驗和有限元模擬,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的破壞預(yù)測和預(yù)防提供理論根據(jù)。
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