长江一级阶地岩溶塌陷对地铁车站结构影响研究

发布时间：2022-01-05 13:46

　　针对武汉长江一级阶地岩溶塌陷区或类似地质条件下的地铁车站结构设计,分析长江一级阶地岩溶地质特征以及溶洞分布规律,提出岩溶塌陷区地铁车站概化分析模型,对车站范围岩溶塌陷机理进行分析。据此进一步建立三维有限元模型,对不同岩溶塌陷空腔程度下车站结构受力及变形进行对比研究。结果表明,车站底板处于塌陷扰动区时,其受力和变形受塌陷坑尺寸影响较大;塌陷区易造成结构相对位移差或土体承载力不够,可能影响车站的结构安全;采取适当的基底处理措施阻止岩溶的继续塌陷,辅以一定的结构跨越承托措施,有利于预防不确定因素引起的岩溶塌陷。研究结果可为此类地质条件下地铁车站设计及选择合适的岩溶处理方案提供参考。 

【文章来源】：武汉大学学报(工学版). 2020,53(06)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

地铁车站范围Ⅰ类地质结构岩溶塌陷概化图

此外，由于基岩面附近老黏土一般具有易软化、崩解的特性，地下水位在上覆土层与下伏基岩交界面处频繁升降变化，由于真空吸附作用，可能造成部分土体流失而形成土洞，土洞向上发展到一定程度后，当覆盖层不足以支撑其自身重量和上覆荷载时就会产生塌陷。最终，以上分析情况均可能在结构底板下部形成塌陷坑。地铁车站范围典型Ⅱ类地质结构岩溶塌陷概化模型如图2所示。砂-岩地质结构和砂-土-岩地质结构的地面塌陷机理基本相似，都是由于下部砂层漏失引起。由于武汉地区长江一级阶地地质条件的特殊性及地层相似性，大多数地下车站底板下部土层为砂层，因此，研究地铁车站结构受力及变形时，可以归并为Ⅰ类砂-岩地质结构典型模型，研究此类地质条件下岩溶塌陷对地铁车站的影响。

为了兼顾计算效率和计算精度，数值模型采用混合网格划分方式，基坑内网格按1 m单元尺寸控制，基坑外单元尺寸按1.6 m控制。划分网格后的模型如图3、4所示。图4 车站结构网格模型

【参考文献】：
期刊论文
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[3]湖北武汉岩溶塌陷成因机理与致塌模式[J]. 郑晓明,金小刚,陈标典,刘鹏瑞,杨戈欣,李海涛,杨涛.  中国地质灾害与防治学报. 2019(05)
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[10]武汉(湖北)地区岩溶地面塌陷[J]. 范士凯.  资源环境与工程. 2006(S1)

博士论文
[1]下伏岩溶地层地铁盾构隧道结构受力特性研究[D]. 高诗明.中国地质大学 2017
[2]武汉地铁穿越区岩溶地面塌陷过程及其对隧道影响特征研究[D]. 屈若枫.中国地质大学 2017

硕士论文
[1]覆盖型岩溶塌陷临界参数模型试验与数值模拟研究[D]. 孙金辉.西南交通大学 2011



本文编号：3570458