西安地鐵4號(hào)線跨越地裂縫災(zāi)害研究.pdf

1、從上個(gè)世紀(jì)五十年代以來(lái)，西安市區(qū)先后共發(fā)現(xiàn)了14條主地裂縫以及數(shù)條次裂縫，地裂縫經(jīng)過(guò)的地方，對(duì)各類(lèi)工程建筑、交通設(shè)施造成不同程度的損害，給西安市帶來(lái)了不小的經(jīng)濟(jì)損失。伴隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，西安市規(guī)劃發(fā)展城市快速軌道交通，目前正在施工建設(shè)的地鐵4號(hào)線由北到南跨越14條地裂縫。地鐵作為一種線性工程，鑒于現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，地鐵隧道部分行車(chē)區(qū)段不能做到避讓地裂縫，所以需要在工程上做到跨越地裂縫;因此，明確地鐵4號(hào)線沿線地裂縫成因機(jī)理和活動(dòng)規(guī)律

2、，以及線路大角度和小角度跨越地裂縫時(shí)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制，對(duì)于解決地鐵4號(hào)線跨越地裂縫的工程災(zāi)害問(wèn)題是具有十分重要的意義。
　　本文以西安地鐵4號(hào)線隧道跨越地裂縫為研究背景，結(jié)合以往資料，首先介紹了地鐵4號(hào)線沿線地裂縫的分布與活動(dòng)規(guī)律;其中線路與地裂縫f3、f8、f9呈小角度交匯，其余地裂縫均與線路呈大角度交匯，這些地裂縫會(huì)給4號(hào)線隧道工程項(xiàng)目的建設(shè)和建成之后的正常運(yùn)行造成影響。
　　其次，本文分析了地鐵4號(hào)線沿線地裂縫的成

3、因機(jī)理。通過(guò)對(duì)以往資料的分析和整理，認(rèn)為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是西安地裂縫出現(xiàn)的內(nèi)在主導(dǎo)因素，加上西安特有的地貌，地裂縫表現(xiàn)出其構(gòu)造性質(zhì);過(guò)度開(kāi)采地下承壓水是西安地裂縫形成的外在主導(dǎo)因素，斷裂層的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致兩側(cè)地層出現(xiàn)結(jié)構(gòu)差異，加上長(zhǎng)期過(guò)度開(kāi)采地下承壓水帶來(lái)的影響，地層容易產(chǎn)生差異沉降，過(guò)度開(kāi)采地下承壓水是地裂縫超?；顒?dòng)的直接原因。
　　運(yùn)用MIDAS/GTS NX有限元程序建立地鐵隧道結(jié)構(gòu)分別在小角度(25°)和大角度(75°)情況下跨越地裂縫

4、的數(shù)值模型，隧道結(jié)構(gòu)與地裂縫相互作用，從地鐵隧道受力、變形、破壞、影響范圍和地層位移這幾個(gè)方面對(duì)建立的模型進(jìn)行模擬分析。指出地鐵在小角度(25°)跨越地裂縫時(shí)，隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以剪切為主，加上扭轉(zhuǎn)變形，變形范圍主要在其附近2.8倍隧道直徑的范圍內(nèi)，且下盤(pán)范圍略大于上盤(pán);地鐵在大角度(75°)跨越地裂縫時(shí)，隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以拉張-剪切為主，局部有扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，變形范圍主要在其附近0.35倍隧道直徑的范圍內(nèi)，且下盤(pán)范圍略大于上盤(pán);