地铁动荷载作用下与地裂缝小角度斜交隧道围岩动力响应研究

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1、分类号:TU43510710-2012126016硕士学位论文地铁动荷载作用下与地裂缝小角度斜交隧道围岩动力响应研究蔡琳祥导师姓名职称门玉明教授申请学位类别硕士学科专业名称建筑安全工程论文提交日期2015年6月2日论文答辩日期2015年6月13日学位授予单位长安大学DynamicResponseAnalysisofSurroundingRockintheConditionofSubwayTunnelObliqueCrossingwithGroundFissuresUnderVibrationLoadsofTrainAThesisSu

2、bmittedfortheDegreeofMasterCandidate：CaiLinxiangSupervisor：Prof.MenYumingChang’anUniversity,Xi’an,China摘要自上世纪中叶首次在西安发现地裂缝以来，目前已在西安市区陆续发现地裂缝达14条之多，现阶段重点建设工程对于地裂缝一般采取主动避让的措施，但对于跨越区域较大的线性工程，不可避免地在地裂缝区域进行工程建设。近几年来，城市地面交通压力不断增加，作为便捷公共交通方式的地铁在一定程度上极大地缓解了地面交通压力，西安地铁建设的步伐也紧锣密鼓

3、地进行着，地铁1号线、2号线已经分别在2013年和2011年建成通车，地铁3号线也预计在2015年建成通车，但由于地裂缝的存在，地铁工程在地裂缝区域的工程处理技术等一系列问题仍然是学术界和工程界关注的焦点。本文主要以西安地铁1、2号线为工程背景，重点研究了与地裂缝30°斜交条件下的马蹄形隧道地层地裂缝动力响应问题，通过比例1：20物理模型试验，监测围岩中加速度、围岩土应力、隧道相对位移在地铁动荷载作用下不同工况的动力响应，探究在地铁动荷载作用下地裂缝地层隧道相互作用的特点以及地裂缝对振动波传播的影响，通过试验分析，得到以下研

4、究成果：（1）揭示了在地铁动荷载作用下沿隧道纵向、竖直方向、不同频率的围岩加速度变化规律；（2）总结了在模拟地铁动荷载作用下围岩土体内部土压力的变化规律；（3）得到了在模拟地铁动荷载作用下隧道与围岩土体竖直相对位移的变化规律。本文在课题组已完成的地裂缝与地铁隧道90°正交、60°斜交研究工作的基础上，进一步探讨了地铁动荷载作用下与地裂缝小角度斜交时的地层地裂缝隧道动力响应问题，其研究思路与方法对后续的地铁动荷载作用下地裂缝段的隧道防灾设计具有一定的参考价值。论文得到了国家自然科学基金项目（41172257）的资助。关键词：西安地

5、裂缝，动荷载，地铁模型试验，相互作用IAbstractAtpresent,wehavefoundmorethan14groundfissuresSincemiddleoflastcenturyforthefirsttimethatwefoundthegroundfissureinXi’an.Atpresentstagekeyconstructionprojectstakeactivemeasurestoavoidthegroundfissuresundernormalcircumstances,whichcauseslandwast

6、einXi’an.Butwecann’tavoidthegroundfissuresinengineeringconstructionforthelinearengineeringwhichcrosseslargerarea.Inrecentyears,duetotheincreasingtrafficpressure,metro,asakindofefficient,safeandeconomic,environmentalandcomfortablewayofpublictransportation,caneffectively

7、alleviatetrafficpressureontheground.ThepaceofXi’ansubwayconstructionhasbeenalsoquickenintensively.Metroline2hasbeenopenedin2011.Metroline1hasbeenopenedin2013.Metroline3willalsobeopenedin2015.Butduetotheexistenceofthegroundfissures,engineeringtreatmenttechnologyofmetrop

8、rojectsintheregionofthegroundfissuresandthesubwayoperationsafetymonitoringoftheprocesshasbecomethefocusofacademicande