穿越活动地裂缝地铁隧道震害机制研究

发布时间：2018-11-16 09:12

【摘要】：通过振动台模型试验对穿越活动地裂缝的地铁隧道的动力响应进行研究,研究内容主要包括地铁隧道的加速度反应,土压力及应变的变化规律。分析结果表明,穿越活动地裂缝的地铁隧道在地震荷载作用中,活动地裂缝场地产生不均匀沉降,上盘沉降大于下盘区,预设地裂缝部位沉降值最大,不均匀沉降导致次生裂缝及沉降陡坎产生,地铁隧道上方场地土体产生细小裂缝;地铁隧道与活动地裂缝的加速度时程曲线均与地震动荷载加速度时程具有一致性,地铁隧道各部位加速度时程保持一致,说明在地震中地铁运动保持整体性,上盘场地的加速度峰值较大,表明在活动地裂缝中上盘区对地震动力有一定的放大效应;活动地裂缝场地中土压力呈现出动土压力性质,地震加载结束后隧道结构侧向的土压力受力状态及大小均产生变化,隧道结构顶部的土压力有较大增加;应变曲线表明,在扩大断面的马蹄形隧道结构中拱腰部位的应变增值最大,拱顶部位次之,底板的应变增值相比最小。以上成果对于合理认识跨越地裂缝的地铁隧道的地震响应特征具有重要意义,可为地铁隧道实际工程设计和施工的抗震设防提供宝贵的基础资料。
[Abstract]:The dynamic response of subway tunnel through active ground fissures is studied by shaking table model test. The research mainly includes the acceleration response of subway tunnel, the law of variation of earth pressure and strain. The results show that the underground tunnel passing through the active ground fissures produces uneven settlement in the active ground fissure site during the seismic loading, and the settlement of the upper plate is larger than that of the lower one, and the settlement value of the preset ground crack is the largest. The uneven settlement results in secondary cracks and steep settlement ridges, and small cracks in the ground soil above the subway tunnel. The acceleration time history curve of subway tunnel and active ground crack is consistent with the acceleration history of ground motion load, the acceleration time history of subway tunnel is consistent with that of each part of subway tunnel, which indicates that the subway motion keeps integrality in earthquake. The acceleration peak value of the upper disk site is large, which indicates that the upper disk area has a certain amplification effect on the seismic dynamics in the active ground crack. The earth pressure in the active ground fissure site shows the dynamic earth pressure property. After the earthquake loading, the lateral earth pressure state and the magnitude of the tunnel structure change, and the earth pressure at the top of the tunnel structure increases greatly. The strain curve shows that in the horseshoe tunnel with enlarged section, the strain increment of the arch waist is the largest, the arch top is the second, and the strain increment of the bottom plate is the least. The above results are of great significance for the rational understanding of seismic response characteristics of subway tunnels crossing ground fissures, and can provide valuable basic data for seismic fortification of subway tunnels in actual engineering design and construction.
【作者单位】： 长安大学地质工程与测绘学院;长安大学西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室;
【基金】：陕西省自然科学基金资助项目(2013JM5004) 中央高校基金重点项目(2014G2260009) 中央高校科研事业费专项资金项目(CHD2010JC072)
【分类号】：U452.28;U231.1

【参考文献】

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1 郑升宝;蒋树屏;王晓雯;林志;;隧道振动台模型试验的相似关系[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年06期

2 陈国兴;庄海洋;程绍革;杜修力;李亮;;土-地铁隧道动力相互作用的大型振动台试验:试验方案设计[J];地震工程与工程振动;2006年06期

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4 史晓军;陈隽;李杰;;非一致地震激励地下综合管廊振动台模型试验研究(Ⅰ)——试验方法[J];地震工程与工程振动;2010年01期

5 张敏政;地震模拟实验中相似律应用的若干问题[J];地震工程与工程振动;1997年02期

6 林皋,朱彤,林蓓;结构动力模型试验的相似技巧[J];大连理工大学学报;2000年01期

7 刘聪;彭建兵;陈立伟;邓亚虹;吴明;;西安地裂缝场地地震效应分析[J];工程地质学报;2012年06期

8 刘妮娜;门玉明;彭建兵;储春妹;刘洋;;地震荷载作用下地铁盾构隧道动力响应分析[J];水文地质工程地质;2010年04期

9 黄强兵;彭建兵;樊红卫;杨沛敏;门玉明;;西安地裂缝对地铁隧道的危害及防治措施研究[J];岩土工程学报;2009年05期

10 黄强兵;彭建兵;石玉玲;闫金凯;;地裂缝活动对地铁区间隧道地层应力与位移影响的试验研究[J];岩土工程学报;2009年10期

【共引文献】

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3 王录民;张昊;张逯见;揣君;许启铿;张大英;;地震作用下立筒群仓贮料侧压力试验研究[J];四川建筑科学研究;2012年02期

4 孟海;陈隽;李杰;唐光武;郑罡;;地下管线-土非一致激励振动台试验研究[J];地下空间与工程学报;2008年05期

5 明娟;徐前卫;马静;金方方;;加锚直立岩质边坡渐进性破坏模型试验研究[J];地下空间与工程学报;2011年05期

6 郑颖人;肖强;辛建平;冯夏庭;;黄土无衬砌隧道破坏机制振动台试验研究——隧道稳定性分析讲座之二[J];地下空间与工程学报;2012年01期

7 李昕,刘亚坤,周晶,马恒春,朱彤;Experimental Study on Free Spanning Submarine Pipeline Under Dynamic Excitation[J];China Ocean Engineering;2002年04期

8 曹杰;韩黎明;冯昌明;黄茂松;;软弱土层自由场动力离心模型试验[J];长江科学院院报;2012年02期

9 郑升宝;蒋树屏;王晓雯;林志;;隧道振动台模型试验的相似关系[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年06期

10 卿启湘;王永和;李继超;;风化泥质板岩路堤工程性状的模型试验研究[J];铁道科学与工程学报;2007年05期

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1 王文军;张学龙;朱红发;徐培民;;带钢抖动试验装置设计与分析[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年

2 周晶;李昕;范颖芳;;海底悬跨管道地震反应分析——第十二届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年

3 陶连金;张波;王文沛;;地铁结构振动台试验欠人工质量模型配重方法[A];第八届全国地震工程学术会议论文集（Ⅱ）[C];2010年

4 申玉生;高波;胡邦;毕立栋;翟加生;;强震区隧道结构振动台模型试验相关问题研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集（Ⅱ）[C];2010年

5 李宏男;田利;张鹏;;高压输电塔-线体系多维多点振动台试验模型研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集（Ⅱ）[C];2010年

6 范书立;陈健云;;碾压混凝土重力坝动力模型破坏试验研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展[C];2009年

7 周晶;范颖芳;朱彤;李昕;;在役钢筋混凝土旧拱桥的健康检测[A];第十三届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2004年

8 张明聚;吕琦;李立云;王诚浩;;土钉长度对边坡抗震性能影响的研究[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2009年

9 雷松;张文首;岳前进;谢鹏;;FDPSO-TLD原理样机的试验设计[A];第19届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅲ册）[C];2010年

10 邓振丹;姜忻良;韩阳;韩宁;;新天津图书馆模型振动台试验设计[A];第20届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C];2011年

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9 王建;地震作用下路基工程破坏机理及抗震技术研究[D];西南交通大学;2010年

10 李帆;地铁隧道群对地震动的影响[D];天津大学;2008年

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3 余萍;悬吊质量体系结构地震模拟振动台试验研究[D];武汉理工大学;2008年

4 韩亮;桥墩结构模型与水相互作用的水下振动台试验研究[D];大连理工大学;2011年

5 杨迅;高混凝土拱坝动力模型试验研究[D];大连理工大学;2011年

6 陈珊;西藏抗震设防单层民居试验研究与有限元分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

7 孟宪春;多层地铁车站振动台试验与数值模拟[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

8 姚新强;规则平面西藏单层砌体打包带加固抗震试验与有限元模拟分析[D];中国地震局工程力学研究所;2011年

9 崔佳佳;碾压式混凝土重力坝抗震仿真分析[D];河北工程大学;2011年

10 王雷;磁浮车辆与隧道结构动力相互作用研究[D];西南交通大学;2011年

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1 陈安国;姚大全;张有林;王行舟;郑颖平;李光;;汶川8.0级地震地表破裂[J];安徽地质;2008年04期

2 钱七虎;陈晓强;;国内外地下综合管线廊道发展的现状、问题及对策[J];地下空间与工程学报;2007年02期

3 史晓军;陈隽;李杰;;层状双向剪切模型箱的设计及振动台试验验证[J];地下空间与工程学报;2009年02期

4 张兴来;钟云健;;公路隧道衬砌换拱技术探讨[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2008年S1期

5 毛应生,柳丽英,王德信,丁元林,周新强;西安市地裂对市政构筑物的破坏机理与对策的探讨[J];城市道桥与防洪;2002年02期

6 黄维平,邬瑞锋,张前国;配重不足时的动力试验模型与原型相似关系问题的探讨[J];地震工程与工程振动;1994年04期

7 吕西林,陈跃庆;结构─地基相互作用体系的动力相似关系研究[J];地震工程与工程振动;2001年03期

8 陈跃庆,吕西林,李培振,陈波,胡质理;分层土─基础─高层框架结构相互作用体系振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2001年03期

9 陈国兴,王志华,宰金珉;考虑土与结构相互作用效应的结构减震控制大型振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2001年04期

10 凌贤长,王臣,王志强,王东升,王成;自由场地基液化大型振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2003年06期

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3 ;地铁隧道横穿长江[J];隧道建设;2011年02期

4 路立龙;;地铁隧道穿越临近建筑物有限元计算与分析[J];公路;2013年04期

5 况龙川,李智敏,殷宗泽;地下工程施工影响地铁隧道的实测分析[J];清华大学学报(自然科学版);2000年S1期

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3 郭月容;郑茂辉;;地铁隧道毒气事故的防治与应急处置探讨[A];第三届全国城市与工程安全减灾学术研讨会论文集[C];2010年

4 周希圣;文志云;宋晓波;陈思慧;;运营地铁隧道上方大面积卸载位移控制技术研究[A];2009中国城市地下空间开发高峰论坛论文集[C];2009年

5 贺长俊;杜昕;;地铁隧道防水工程的探讨与对策[A];中国土木工程学会第十一届、隧道及地下工程分会第十三届年会论文集[C];2004年

6 青二春;廖少明;方宏强;奚程磊;;地铁隧道上方大面积卸荷下的变形实测分析[A];中国土木工程学会第十二届年会暨隧道及地下工程分会第十四届年会论文集[C];2006年

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8 顾俊;吴继敏;丁向东;;地铁隧道非线性地震响应动力分析[A];第三届全国防震减灾工程学术研讨会论文集[C];2007年

9 简炼;张金成;刘力;刘永谦;张宁;吴大鹏;余保红;黄照东;杜强;张健保;吕小征;汤石男;赵显志;王勇;;地铁隧道光纤感温火灾预警监测系统[A];中国城市轨道交通新技术（第二集）[C];2007年

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2 李鹏;地铁隧道风能可以发电吗[N];北京日报;2009年

3 记者 孟斌　实习生 谷卫艳;我省首家建筑企业进军地铁隧道工程[N];郑州日报;2009年

4 深圳商报驻北京记者 汪涓;深圳地铁隧道蕴藏上亿广告商机[N];深圳商报;2005年

5 本报记者 蔡钰;3小时铺完“4G”[N];首都建设报;2014年

6 记者 李昕;国内首个穿越黄河地铁隧道工程启动[N];兰州日报;2014年

7 迪轩邋燕志华;地铁隧道出现裂缝 南京启动应急预案[N];新华日报;2007年

8 记者 栾姗;“环环相扣”连成地铁隧道[N];河南日报;2009年

9 王宏斌;南京在建地铁隧道出现裂缝[N];建筑时报;2007年

10 本报记者 万晓东;“连环画”现身北京地铁隧道[N];中国消费者报;2004年

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2 关继发;新建地铁隧道穿越既有地铁安全风险及其控制技术的研究[D];西安建筑科技大学;2008年

3 刘冠兰;地铁隧道变形监测关键技术与分析预报方法研究[D];武汉大学;2013年

4 富海鹰;地铁隧道非降水法施工引起的地表沉降的研究[D];西南交通大学;2006年

5 黄强兵;地裂缝对地铁隧道的影响机制及病害控制研究[D];长安大学;2009年

6 傅玉勇;层状场地中地铁隧道对沿线地震动及其附近建筑物的影响[D];天津大学;2012年

7 张强;开挖卸荷下既有地铁隧道的竖向变形及其控制研究[D];北京交通大学;2012年

8 赵丹;地铁隧道基底溶蚀风化红层动力特性及长期沉降变形研究[D];中南大学;2013年

9 段光杰;地铁隧道施工扰动对地表沉降和管线变形影响的理论和方法研究[D];中国地质大学（北京）;2003年

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1 顾俊;地铁隧道结构地震非线性动力响应分析[D];河海大学;2007年

2 段晓;地铁隧道清洁车技术开发与研究[D];山东大学;2011年

3 孙玲玲;浅埋地铁隧道的震动响应研究[D];清华大学;2008年

4 邓艳丽;地铁隧道工程的性能化防火问题研究[D];武汉大学;2005年

5 卢光杰;上穿工程对既有地铁隧道结构变形影响及控制研究[D];北京交通大学;2008年

6 白云波;临近地铁隧道深基坑开挖影响规律研究[D];辽宁工程技术大学;2013年

7 张军;地铁隧道结构变形监测中几种关键技术研究[D];中国地质大学;2013年

8 李军;注浆加固技术在地铁隧道结构沉降处理中的应用研究[D];华南理工大学;2013年

9 青二春;地铁隧道上方大面积卸载下的变形及控制模式研究[D];同济大学;2007年

10 黄伟;地铁隧道斜穿活动地裂缝时扭转变形破坏解析解研究[D];长安大学;2011年

，

本文编号：2335110