临近变水位水体地铁隧道结构及围岩力学性状研究
本文关键词:临近变水位水体地铁隧道结构及围岩力学性状研究 出处:《湖南科技大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:随着城市轨道交通的迅猛发展,地铁隧道往往会穿越一些地形地貌多变、地层复杂的地区。复杂的工程地质条件与环境对地铁隧道的勘察、设计、施工、运营维护等造成影响,甚至危及隧道的结构安全与稳定。本文依托重庆轨道交通六号线曹家湾车站工程,通过理论分析、现场观测试验与数值模拟分析,针对临近变水位水体地铁车站隧道,围绕水库水位变化引起的围岩体加卸载效应,,进行隧道结构及围岩的力学性状研究,取得了一些合理可行的结论与建议。主要研究成果如下: (1)开展了邻近变水位水体对地铁车站隧道结构及围岩力学性状影响的理论分析,阐述了二者相互作用的机理,将水库的水位变化等效为对地铁车站隧道及围岩体的加卸载效应,并总结其影响因素。 (2)对依托工程隧道的深浅埋情况进行了判定,并探讨了加卸载效应下浅埋地铁隧道围岩应力和位移的理论计算方法。 (3)通过现场观测试验与三维数值模拟分析,对加、卸载过程进行了整体研究。研究表明,水库水位上升与下降过程中,会对临近隧道结构以及围岩的应力和位移产生较大影响,且将这一过程等效为加、卸载效应是合理的。 (4)数值模拟结果与现场观测试验结果进行了对比分析,二者数据基本吻合,曲线变化趋势基本一致,在此基础上,总结了水位变化对隧道结构以及围岩应力和位移影响的主要因素:加卸载水位的大小;水库与隧道断面相对距离的远近,并分析其变化规律。 (5)加、卸载效应对比分析表明,加载对隧道结构及围岩力学性状的影响要大于卸载时的情况,这与岩土体材料卸荷模量的大小以及一部分残余变形未能恢复有关。
[Abstract]:With the rapid development of urban rail transit, subway tunnels will often pass through some terrain and geomorphology complex areas, complex engineering geological conditions and environment to the subway tunnel survey, design, construction. Operation and maintenance even endanger the structural safety and stability of the tunnel. This paper relies on the project of Caojiawan Station of Chongqing Rail Transit Line 6, through theoretical analysis, field observation test and numerical simulation analysis. In view of the surrounding rock mass loading and unloading effect caused by the change of reservoir water level, the mechanical properties of tunnel structure and surrounding rock are studied. Some reasonable and feasible conclusions and recommendations are obtained. The main research results are as follows: 1) the influence of adjacent variable water level on the structure of subway station tunnel and mechanical properties of surrounding rock is analyzed theoretically, and the mechanism of interaction between them is expounded. The change of reservoir water level is equivalent to the loading and unloading effect of subway station tunnel and surrounding rock mass, and the influencing factors are summarized. (2) the deep and shallow burying condition of the supporting tunnel is judged, and the theoretical calculation method of surrounding rock stress and displacement of shallow buried subway tunnel under the effect of loading and unloading is discussed. 3) through field observation test and three dimensional numerical simulation analysis, the whole process of loading and unloading is studied. The results show that the water level of the reservoir is rising and falling. The stress and displacement of adjacent tunnel structure and surrounding rock will be greatly affected, and the process is equivalent to loading, and the unloading effect is reasonable. 4) the numerical simulation results are compared with the field observation results, the two data are basically consistent, and the curve trend is basically the same, on this basis. The main factors of influence of water level change on tunnel structure and surrounding rock stress and displacement are summarized as follows: the magnitude of loading and unloading water level; The relative distance between reservoir and tunnel section is analyzed and its variation law is analyzed. The comparative analysis of loading and unloading effects shows that the influence of loading on the mechanical properties of tunnel structure and surrounding rock is greater than that on unloading. This is related to the magnitude of unloading modulus of rock and soil material and the failure of partial residual deformation to recover.
【学位授予单位】:湖南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U451.2;U231.1
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本文编号:1412716
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