本文關(guān)鍵詞：巖溶與富水砂土組合地層中地鐵隧道的變形及受力特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：巖溶與富水砂土組合地層中修建城市地下軌道交通工程有著極大的風(fēng)險(xiǎn),盾構(gòu)隧道的施工和運(yùn)營(yíng)過程中都有可能使溶洞頂板坍塌,溶洞的突泥、涌水等事故發(fā)生已成為當(dāng)前最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害之一。在全國(guó)各大城市軌道交通日益發(fā)展的今天,國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者對(duì)運(yùn)營(yíng)期隧道安全問題進(jìn)行了大量的研究,但對(duì)巖溶與富水砂土組合地層中,距運(yùn)營(yíng)期間隧道較近且未被揭露的溶洞(稱為隱伏溶洞)的影響缺乏系統(tǒng)地研究,因此,建立一個(gè)考慮諸多因素相互關(guān)聯(lián),并且能夠適用于巖溶與砂土組合地層中溶洞與隧道結(jié)構(gòu)間巖層的安全預(yù)測(cè)距離模型顯得尤為迫切。本文以廣州地鐵九號(hào)線為依托,主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:1、研究深厚砂層地區(qū)溶洞成因的地質(zhì)地層學(xué)規(guī)律,歸納總結(jié)地鐵九號(hào)線沿線區(qū)域溶洞坍塌的形成條件和致塌機(jī)理。2、根據(jù)現(xiàn)有的溶洞極限平衡理論,建立溶洞喪失平衡的力學(xué)條件和理論模型,從理論上分析溶洞的穩(wěn)定性和頂板極限承載力。3、結(jié)合地鐵九號(hào)線典型區(qū)間的工程案例,分析巖溶與富水砂土組合地層中隧道的變形和內(nèi)力的變化特點(diǎn)以及分布規(guī)律;以溶洞在隧道底部的情況為例,分析溶洞與隧道的安全距離和隧道結(jié)構(gòu)的變形規(guī)律,同時(shí)采用有限元軟件,對(duì)所形成的計(jì)算模型及其計(jì)算程序的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證分析,并修正理論計(jì)算模型。4、采用修正后的有限元計(jì)算模型,在考慮多因素共同作用的情況下,盡可能真實(shí)地模擬運(yùn)營(yíng)期間地鐵隧道結(jié)構(gòu)及其所處環(huán)境,探討巖溶與富水砂土組合地層中地鐵隧道的變形特性和力學(xué)行為,并在此基礎(chǔ)上分析了巖溶與隧道結(jié)構(gòu)的安全距離。5、根據(jù)上述的分析計(jì)算結(jié)果,對(duì)巖溶與富水砂土組合地層中隧道安全運(yùn)營(yíng)期間可能遇到的不利狀況進(jìn)行分析,并結(jié)合目前巖溶處理的相關(guān)工藝方法,提出相應(yīng)地預(yù)防措施、治理措施和搶險(xiǎn)措施。
【關(guān)鍵詞】：巖溶 富水砂土 地鐵隧道 變形特性 力學(xué)行為 安全距離 治理措施
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U231;U451
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 緒論15-30
• 1.1 研究背景及意義15-19
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)19-27
• 1.2.1 巖溶塌陷機(jī)理的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.2.2 溶洞及隧道圍巖穩(wěn)定性的研究現(xiàn)狀21-23
• 1.2.3 溶洞與隧道間安全距離的研究現(xiàn)狀23-25
• 1.2.4 砂層中隧道變形特性及力學(xué)行為的研究現(xiàn)狀25-27
• 1.3 當(dāng)前研究存在的主要問題27-28
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容與方法28-30
• 1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容28-29
• 1.4.2 主要研究方法29-30
• 第二章 巖溶發(fā)育的規(guī)律及對(duì)既有地鐵隧道的影響分析30-41
• 2.1 巖溶發(fā)育機(jī)制30-31
• 2.2 巖溶的分類31-34
• 2.2.1 按溶洞充填方式分類31
• 2.2.2 按溶洞形態(tài)及規(guī)模大小分類31-32
• 2.2.3 按充填物的性質(zhì)分類32
• 2.2.4 按巖溶的涌水量分類32-33
• 2.2.5 按地質(zhì)構(gòu)造特征分類33-34
• 2.3 巖溶塌陷原因分析34-39
• 2.3.1 可溶性巖溶發(fā)育34-35
• 2.3.2 地質(zhì)構(gòu)造和溶洞頂板厚度35-36
• 2.3.3 巖溶水活動(dòng)36-38
• 2.3.4 地震和振動(dòng)38-39
• 2.4 巖溶與富水砂土組合地層中隧道安全性的影響分析39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 富水砂層地區(qū)巖溶塌陷及隧道安全距離分析41-59
• 3.1 巖溶塌陷的力學(xué)條件41-42
• 3.2 巖溶塌陷的極限平衡公式42-45
• 3.3 巖溶內(nèi)部塌陷對(duì)隧道的影響分析45-50
• 3.3.1 溶洞圍巖次生應(yīng)力分析45-48
• 3.3.2 溶洞發(fā)育引起的隧道變形48-50
• 3.4 巖溶坍塌引起的地表塌陷分析50-52
• 3.5 溶洞與既有隧道安全距離理論分析52-56
• 3.5.1 上部溶洞對(duì)隧道安全距離理論分析52-53
• 3.5.2 側(cè)部溶洞對(duì)隧道安全距離理論分析53-54
• 3.5.3 底部溶洞對(duì)隧道安全距離理論分析54-56
• 3.6 巖溶與富水砂土組合地層中隧道變形分析56-58
• 3.7 本章小結(jié)58-59
• 第四章 廣州地鐵九號(hào)線巖溶與砂土組合地層中溶洞與隧道安全距離及地表沉降計(jì)算分析59-71
• 4.1 廣州地鐵九號(hào)線工程特點(diǎn)介紹59-64
• 4.1.1 工程概況59
• 4.1.2 自然地理環(huán)境59-61
• 4.1.3 工程地質(zhì)條件61-62
• 4.1.4 地質(zhì)構(gòu)造62-63
• 4.1.5 不良地質(zhì)現(xiàn)象63-64
• 4.2 廣州地鐵九號(hào)線沿線周邊巖溶與砂土組合地層發(fā)育特點(diǎn)64-66
• 4.3 巖溶與富水砂土組合地層中溶洞與隧道安全距離及變形實(shí)例分析66-68
• 4.4 計(jì)算結(jié)果的對(duì)比與驗(yàn)證68-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 第五章 巖溶與富水砂土組合地層中地鐵隧道的變形及受力特性有限元分析71-100
• 5.1 MIDAS/GTS有限元軟件簡(jiǎn)介71-72
• 5.2 有限元基本理論72-77
• 5.2.1 初始應(yīng)力計(jì)算72
• 5.2.2 本構(gòu)模型72-75
• 5.2.3 接觸單元75
• 5.2.4 模擬單元的選擇75-76
• 5.2.5 水-土相互作用機(jī)理76-77
• 5.3 溶洞與既有隧道結(jié)構(gòu)間巖層失穩(wěn)判別依據(jù)77-78
• 5.4 巖溶與砂土組合地層中溶洞對(duì)既有隧道的影響78-82
• 5.4.1 實(shí)體應(yīng)力場(chǎng)分析79-80
• 5.4.2 隧道結(jié)構(gòu)管片位移分析80-81
• 5.4.3 隧道結(jié)構(gòu)管片應(yīng)力場(chǎng)分析81
• 5.4.4 地表沉降分析81-82
• 5.5 底部溶洞與既有隧道間距的變化對(duì)隧道安全性的影響82-88
• 5.5.1 隧道結(jié)構(gòu)管片位移分析82-84
• 5.5.2 隧道結(jié)構(gòu)管片彎矩分析84-87
• 5.5.3 地表沉降分析87-88
• 5.6 地下水位的變化對(duì)既有隧道安全性的影響88-94
• 5.6.1 隧道結(jié)構(gòu)管片位移分析88-90
• 5.6.2 隧道結(jié)構(gòu)管片彎矩分析90-93
• 5.6.3 地表沉降分析93-94
• 5.7 底部溶洞大小的變化對(duì)既有隧道安全性的影響94-98
• 5.7.1 隧道結(jié)構(gòu)管片位移分析94-95
• 5.7.2 隧道結(jié)構(gòu)管片彎矩分析95-97
• 5.7.3 地表沉降分析97-98
• 5.8 本章小結(jié)98-100
• 第六章 富水砂土地區(qū)巖溶處理措施100-105
• 6.1 富水砂土地區(qū)巖溶治理原則100
• 6.2 巖溶注意事項(xiàng)及處理措施100-103
• 6.3 溶洞處理工程質(zhì)量檢測(cè)及應(yīng)急措施103
• 6.4 本章小結(jié)103-105
• 第七章 結(jié)論與展望105-108
• 7.1 結(jié)論105-106
• 7.2 展望106-108
• 參考文獻(xiàn)108-115
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況115-116
• 附錄B 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目116-117

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張萬(wàn)斌;曠文濤;;土質(zhì)淺埋隧道設(shè)計(jì)基本問題探討[J];現(xiàn)代隧道技術(shù);2012年06期

2 王偉;呂軍;王海成;孫少銳;;砂巖流變損傷模型研究及其工程應(yīng)用[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2012年S2期

3 劉湛省;;巖溶地區(qū)鐵路工程地質(zhì)勘察淺探[J];西部探礦工程;2010年07期

4 王建秀;馮波;張興勝;唐益群;楊坪;;巖溶隧道圍巖水力破壞機(jī)制研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年07期

5 譚代明;漆泰岳;莫陽(yáng)春;;側(cè)部巖溶隧道圍巖穩(wěn)定性數(shù)值分析與研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2009年S2期

6 李前銀;;再論巖溶塌陷的形成機(jī)制[J];中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào);2009年03期

7 郭中華;;富溪雙連拱隧道偏壓處數(shù)值模擬及施工技術(shù)研究[J];鐵道建筑技術(shù);2009年07期

8 施成華;彭立敏;趙丹;;考慮時(shí)空效應(yīng)的隧道開挖及降水引起的地層變形計(jì)算[J];土木工程學(xué)報(bào);2008年12期

9 鄧立志;雷金山;陸海平;冷伍明;;超長(zhǎng)樁承載力自平衡試驗(yàn)及其應(yīng)用[J];鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào);2008年05期

10 郭偉;;側(cè)部水壓充填型巖溶隧道施工力學(xué)特性研究[J];湖南交通科技;2008年02期

  本文關(guān)鍵詞：巖溶與富水砂土組合地層中地鐵隧道的變形及受力特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：302803