地裂缝错动对地铁区间隧道影响的三维离散元分析.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2008／16(5)-O710-05地裂缝错动对地铁区间隧道影响的三维离散元分析孙萍①②彭建兵③范文③(①国土资源部新构造运动与地质灾害重点实验室北京100081)(②中国地质科学院地质力学研究所北京100081)(③长安大学地测学院西安710054)摘要拟建西安地铁2号线穿越1O条地裂缝，地裂缝活动将影响地铁2号线的安全运营。应用三维离散元程序3DEC建立三维计算模型，分析了裂缝带错动对地铁区间隧道盾构管线的影响，得出了不同错距工况下隧道衬砌的变形和应力。通过计算得知，当土体上下

2、盘底部竖向错距由lOcm增大到93cm时，引起的衬砌竖向变形量由0．712cm增大到13．99em，且最大变形均发生在沿纵向约35～36m处，距裂缝带距离约为9．5～8．5m；引起的管道纵向最大拉应力则由0．65MPa增大到18．43MPa，最大压应力由0．611MPa增大到I6．9MPa，且最大应力区与最大变形区一致。这一结论的获得可为地铁设计、施工及其安全运营提供科学的理论指导及设计依据。关键词地下工程区间隧道地裂缝盾构管线离散单元法三维离散元程序(3DEC)西安中图分类号：U452．12文献标识码：ATHREE—DIMENSIoNALDISTINCTELEME

3、NTANALYSIS0FGR0UNDFISSUREDISLoCATIoNSoNSHIELDPIPELINESoFoPERATIoNALTUNNELSALoNGXIANSECoNDSUBWAYLINESUNPing~PENGJianbing~FANWen~【~)KeyLaboratoryofNeoteetonicMovement&Geohazard，MinistryofandResources，Beijing100081)((~InstituteofGeomechanics。ChineseAcademyofGeologicalSciences，eeijijng1000

4、81)((~CollegeofGeologyEngineeringandGeomatics，ChanganUniversity，Xian710054)Abstract1'hesecondsubwaylineinXihncitycrosses10groundfissures，andthesegroundfissureswillinfluencethesafetyofsubwayline．Usingthethree—dimensional(3D)distinctelementcode(3DEC)，acomputationalmodelisbuilt．Theefectof

5、groundfissuredislocationontheshieldpipelineofrunningtunnelofsubwayisexam-ined．Thedeformationsandstressesunderdiferentdislocationsoftunnelliningisobtained．Thecalculatedresultsshowthat，Ifthedislocationischangedfrom10to93cm，thedeformationwillbechangedfrom0．712to13．99cm，andthemaximumdeform

6、ationwilloccurat35to36malonglongitudinaldirectionabout9．5to8．5mdistancetogroundfissures．Themaximumtensilestresswillbechangedfrom0．65to18．43Mpa，andthemaximumcom—pressionstresswillbechangedfrom0．611to16．9MPa．Themaximumdeformationandstresszonesareuniform．Thefindingscanprovideeffectivedesi

7、gnparametersandscientificevidencesforquantifytheefectofgroundfis—suresdislocationOfrunningtunnelofsubway．收稿日期：2007—08～16；收到修改稿日期：2007—11—12．基金项目：国家自然科学基金重点项目(40534021)，国土资源大调查项目(1212010641403)第一作者简介：孙萍，地质工程专业．Email：clw5070@163．toni16(5)孙萍等：地裂缝错动对地铁区间隧道影响的三维离散元分析711KeywordsUnderground