學(xué)科專業(yè)：地質(zhì)工程
授予學(xué)位：工學(xué)碩士
學(xué)位授予單位：xx大學(xué)
學(xué)位年度： 2009年
地裂縫是西安地區(qū)典型的地質(zhì)災(zāi)害，其工程致災(zāi)狀況十分嚴(yán)重，尤其是對西安市正在建設(shè)的地鐵1號線和2號線的施工及安全運(yùn)營影響較大。由于以往對地裂縫的研究主要集中在其成因機(jī)理及活動規(guī)律等方面，關(guān)于地裂縫活動時(shí)地層與結(jié)構(gòu)相互作用的問題研究很少。因此對該問題進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，會使地裂縫的研究成果與工程建設(shè)的結(jié)合更加緊密，將為西安其他各條跨地裂縫的地鐵隧道的防災(zāi)設(shè)計(jì)提供理論和技術(shù)指導(dǎo)。
本文以西安地裂縫地質(zhì)災(zāi)害為背景，選擇已經(jīng)開工建設(shè)的地鐵1、2號線為研究對象。在現(xiàn)有研究資料的基礎(chǔ)上分析西安地裂縫帶可能引起的地鐵隧道變形破壞模式；建立了地裂縫活動時(shí)地層與地鐵隧道的相互作用模型；假定沒有地裂縫作用時(shí)，使用荷載結(jié)構(gòu)法對馬蹄形分段式隧道的內(nèi)力進(jìn)行分析；利用有限元軟件MARC對地鐵隧道與地裂縫在不同交角(900～300變化)情況下的力學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了模擬，得出了隧道及周圍土體的變形及應(yīng)力變化規(guī)律。結(jié)果表明在不同交角情況下隧道分段處均有錯臺現(xiàn)象，而且基本在地裂縫帶處的豎向位錯量較大，并且還伴隨有水平位錯發(fā)生，在小交角情況下，水平位錯量較大，因此應(yīng)對結(jié)構(gòu)加強(qiáng)防水。通過將數(shù)值模擬結(jié)果與荷載結(jié)構(gòu)法計(jì)算結(jié)果的比較，討論了地裂縫活動對隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。
通過詳細(xì)的對比分析得出：地裂縫與地鐵隧道交角500時(shí)地鐵隧道破壞最嚴(yán)重，且對周圍土體影響較大，垂直相交時(shí)對地鐵隧道結(jié)構(gòu)最為有利，且對周圍土體影響較小。