地裂縫是西安一種特殊的地質災害,其活動的不規(guī)律性及劇烈性給西安地下綜合管廊的建設帶來巨大的安全隱患。然而目前地下綜合管廊穿越地裂縫力學響應及預警研究相關成果依舊較少,無法為綜合管廊穿越地裂縫的設計及安全施工提供參考�；诖�,本文以西安某地下綜合管廊工程為研究載體,采用數值分析軟件ABAQUS對穿越該工程的三條主地裂縫不同地裂縫錯動量條件下的結構變形規(guī)律及安全預警方法進行深入研究。本文的研究內容及成果主要包括:(1)采用ABAQUS數值分析,對穿越背景工程的三條主地裂縫進行不同地裂縫錯動量條件下的地表變形、管廊結構變形、應力及管廊底部脫空情況深入分析,研究表明:管廊與地裂縫相交時,隨著地裂縫錯動量的增大,地表豎向位移與管廊錯動量總體均呈增大趨勢;其與地裂縫斜交角度越小,偏離變形縫距離越遠,造成的拉應力越大;當接觸壓力為0時,上盤管廊結構下部會產生脫空情況。(2)基于有限元分析數據,建立適當的結構應力與地裂縫錯動量之間的預測模型,分析指數平滑法與二次移動平均法兩種預測方法在穿越地裂縫的地下綜合管廊安全預測中的適用性,為地下綜合管廊的安全預警提供了理論基礎。(3)分析預警管理基礎理論,構建穿... 

【文章來源】：西安建筑科技大學陜西省

【文章頁數】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

地下綜合管廊示意圖（依次為綜合管廊外觀及內部示意圖）

西安建筑科技大學碩士學位論文2圖1.2地裂縫分布圖目前對于穿越地裂縫的地下工程常采取以下四種專項設計措施以降低安全風險：1）跨地裂縫段管廊分段設置特殊變形縫；2）跨地裂縫段管廊結構加強；3）管廊內凈高預留沉降空間；4）設置柔性接頭。然而由于地下工程的復雜性以及地裂縫活動的不確定性，現有的防治措施往往不足以應對地裂縫活動帶來的災害。因此，需要在分析地裂縫活動環(huán)境下綜合管廊結構變形規(guī)律的基礎上，建立穿越地裂縫的綜合管廊安全預警體系，對穿越地裂縫的綜合管廊工程采勸防治”與“預警”相結合的措施才能夠更加有效地保證管廊的施工及運營安全�；诖�，本文基于西安某大型地下工程，通過采用理論分析、數值模擬等方法對地裂縫活動環(huán)境下綜合管廊結構變形規(guī)律及安全預警方法展開研究。在了解綜合管廊穿越地裂縫的結構變形規(guī)律的基礎上構建穿越地裂縫的地下綜合管廊安全預警標準，并應用至具體工程中，這對有效保證穿越地裂縫的綜合管廊施工安全具有重要的理論和現實價值。1.2國內外研究現狀1.2.1地裂縫活動作用下地鐵隧道結構影響分析美國學者于20世紀二十年代后期就開始了關于地裂縫的研究[2~5]。我國關于地裂縫的相關研究相對較晚，直至1976年唐山大地震后眾多國內專家學者才開始針對地裂縫問題進行深入的研究。目前，研究的主要方法包括理論研究法、物理模型試驗法、數值分析法等。

西安建筑科技大學碩士學位論文101.4.2研究載體本文研究主要依托西安市某大型地下空間綜合體，其規(guī)劃總長度5.85km，總用地面積117萬m2。建設內容包含地下綜合空間、地下綜合管廊、城市道路下穿區(qū)間、地上園林景觀、地鐵等。其中綜合管廊為全國最長地下綜合管廊，包含萬壽路側與幸福路側兩條綜合管廊。如圖1.3所示為背景工程位置圖。圖1.3背景工程位置圖1.5研究方法及技術路線本文以西安某大型地下綜合空間為研究載體，通過對地裂縫活動環(huán)境下地下工程結構影響分析、地下綜合管廊研究現狀和地下工程安全預警研究三方面來查閱國內外文獻。本文的研究方法主要包括：（1）理論研究：了解西安地裂縫活動影響因素、地裂縫活動下綜合管廊結構變形機理及地裂縫活動下綜合管廊結構特征，同時選取適當的預測模型對綜合管廊應力進行預測研究。（2）模型分析：采用ABAQUS建立地裂縫與綜合管廊正交與斜交不同角度的分析模型，分別背景工程不同角度穿越地裂縫情況下的上部地層變形、管廊結構豎向位移、結構應力及下部脫空情況。（3）工程應用：將本文建立的穿越地裂縫的地下綜合管廊安全預警標準應用在西安某綜合管廊工程中，同時構建一整套工程預警管理系統(tǒng)。本文采用的技術路線如圖1.4所示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]地裂縫環(huán)境下盾構隧道結構性狀及適應性研究[J]. 茍玉軒,黃強兵,王立新,閆鈺豐,賈少春.  鐵道標準設計. 2020(06)
[2]西安地裂縫地段淺埋暗挖地鐵隧道施工沉降規(guī)律[J]. 徐明祥,黃強兵,王慶兵,李明鍔,雷建.  水文地質工程地質. 2020(01)
[3]地下綜合管廊結構斜穿活動地裂縫的變形破壞機制室內模型試驗研究[J]. 胡志平,張丹,張亞國,王少卿,李芳濤.  巖石力學與工程學報. 2019(12)
[4]考慮接縫影響的地下綜合管廊振動臺模型試驗[J]. 馮立,丁選明,王成龍,陳志雄.  巖土力學. 2020(04)
[5]多工況下地裂縫活動對地下綜合管廊受力特性影響研究[J]. 馬慧勇,張亮,張雨童,梅源,趙加兵.  市政技術. 2019(05)
[6]地裂縫-隧道-圍巖動力相互作用模型試驗研究[J]. 楊龍偉,楊覓,門玉明,王鵬,李堅.  地震工程學報. 2019(03)
[7]穿越地裂縫帶地鐵隧道結構分段長度優(yōu)化研究[J]. 黃強兵,姜紫看,鄧亞虹,王立新,胡士偉.  水文地質工程地質. 2019(02)
[8]智能巡檢機器人系統(tǒng)在蘇通GIL綜合管廊工程中的應用[J]. 騰云,陳雙,鄧潔清,馬勇,趙科,鐘嵐.  高電壓技術. 2019(02)
[9]西安地鐵臨潼線穿越地裂縫及斷裂帶隧道抗裂設防研究[J]. 黃強兵,郭瑞,張寧,孟振江.  現代隧道技術. 2018(06)
[10]地下綜合管廊穿越地裂縫變形與受力特征研究[J]. 閆鈺豐,黃強兵,楊學軍,王平.  工程地質學報. 2018(05)

博士論文
[1]隱伏地裂縫作用下的盾構隧道變形破壞機制及力學模型研究[D]. 劉洪佳.長安大學 2012
[2]地裂縫環(huán)境下地鐵隧道—圍巖相互作用研究[D]. 李凱玲.長安大學 2012
[3]地下綜合管廊地震反應分析與抗震可靠性研究[D]. 岳慶霞.同濟大學 2007

碩士論文
[1]組合式預制管廊靜力性能試驗研究[D]. 沈子賀.長春工程學院 2020
[2]斜交地裂縫對綜合管廊結構受力影響規(guī)律及危害性研究[D]. 楊永強.西安理工大學 2019
[3]地震作用引起的城市綜合管廊動力響應研究[D]. 李宇華.安徽理工大學 2019
[4]地鐵隧道斜穿活動斷層支護結構力學響應機理及其安全性評價[D]. 秦昌.西南交通大學 2019
[5]地裂縫環(huán)境下城市地下綜合管廊結構性狀研究[D]. 閆鈺豐.長安大學 2019
[6]黃土地區(qū)地裂縫對綜合管廊的危害性研究[D]. 朱琳.西安理工大學 2018
[7]地震荷載作用下地下綜合管廊的受力及變形研究[D]. 黃涌泉.南華大學 2018
[8]地下綜合管廊地震響應分析及減震措施研究[D]. 李志偉.鄭州大學 2018
[9]城市地下綜合管廊監(jiān)測與預警系統(tǒng)研究及應用[D]. 王育紅.西安建筑科技大學 2017
[10]西安地鐵隧道自動化監(jiān)測技術與變形數據的分析研究[D]. 黨永超.長安大學 2015



本文編號：2922256