列車荷載作用下馬蹄形地鐵隧道-地裂縫-地層動力相互作用研究.pdf

1、目前，西安地鐵建設已加速進行，地鐵2號線、1號線已先后投入運營，地鐵3號線已經(jīng)開工建設并計劃于2015年建成通車，地鐵4號線也處于開工準備階段，西安地鐵工程的建設與運營，給地裂縫的研究帶來了一系列新的課題：在地鐵列車振動荷載作用下，地裂縫附近的圍巖與地鐵隧道的動力相互作用有什么特點？持續(xù)的循環(huán)動荷載會不會使地裂縫重新活動，進而影響到地鐵隧道的安全？地裂縫在列車動荷載傳播中起到什么作用？以上問題皆屬地裂縫發(fā)育城市地鐵建設中亟待解決的問題，

2、也是此類城市地下工程研究中的關(guān)鍵科學問題之一。
　　本文以國家自然科學基金項目“地鐵動荷載作用下的地層-地裂縫-隧道相互作用研究（41172257）”為依托，以穿越地裂縫帶的西安地鐵項目為研究背景，以列車荷載作用下的地鐵隧道-地裂縫-地層動力相互作用為研究對象，采取了模型試驗、數(shù)值模擬和理論分析相結(jié)合的研究方法，對地鐵隧道、地層、地裂縫在列車荷載作用下的動力特性進行了系統(tǒng)研究。
　　論文以相似原理為依據(jù)首次進行了列車荷載作用

3、下的地鐵隧道-地裂縫-地層動力相互作用模型試驗。試驗分整體式馬蹄形隧道，兩段式馬蹄形隧道和三段式馬蹄形隧道三種工況。試驗結(jié)果表明：對于分段隧道，由于受到分段的影響，隧道接縫處強度較小，約束作用較弱，在地鐵振動荷載作用下，分段隧道拱底和拱頂產(chǎn)生的振動響應比整體式隧道要強烈；在地裂縫上盤未下降，即隧道底部未產(chǎn)生脫空現(xiàn)象時，圍巖土壓力與整體式隧道的相差不多，但地裂縫活動導致上盤下降，使隧道底部產(chǎn)生脫空以后，土壓力附加值與整體式隧道的相差較大，

4、整體式隧道在地裂縫上盤下降后地裂縫附近土壓力比未下降時有所減小，而分段式隧道尤其是三段式隧道地裂縫附近土壓力比未下降時有所增加。當上盤地層下降以后，土層中土壓力相對靜土壓力都有所減小，但下盤的土壓力下降幅度較小，而上盤土壓力下降的幅度比較大；分段式隧道與整體式隧道軸向應變相比，整體式隧道應變曲線較平緩，而分段式隧道曲線波動較多，并且分段式隧道產(chǎn)生的應變值比整體式隧道大。分段越多造成的振動放大區(qū)域越多，列車荷載作用下隧道襯砌振動響應以及土