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巨厚卵石层地铁隧道开挖地表沉降预测及沉降机理分析

2020-12-08阅读(966)

巨厚卵石层地铁隧道开挖地表沉降预测及沉降机理分析

论文摘要

卵石地层可作为较好的持力层,但其颗粒间粘聚力较低且对变形十分敏感,因此在卵石地层中开挖地铁隧道时,对地表沉降的预测和沉降规律、机理研究,能够降低施工风险,减少财产损失。本文选取了乌鲁木齐地铁1号线卵石地层区段的22组有代表性的岩层断面,主要开展了以下三方面的研究:(1)本文对概率积分法的基本原理和乌鲁木齐地铁1号线卵石地层特性进行研究,分析了卵石地层的成因、分布范围、物理性质、力学性质等,确定出与概率积分法参数计算相关各地层的单轴抗压强度平均值。(2)本文根据卵石地层特性计算概率积分法参数,运用MATLAB软件对概率积分法公式进行编程,以乌鲁木齐地铁1号线卵石地层中22组典型断面为原型,分别预测卵石地层中单孔隧道开挖和间距为13m的双孔平行隧道开挖引起的地表沉降值,并总结卵石地层地表沉降规律和概率积分法参数的变化规律和取值范围。(3)本文运用MIDAS/GTS NX软件建立了单孔隧道和双孔平行隧道的数值地质模型,验证概率积分法在地表沉降预测方面的可操作性与简便性,并且对卵石地层的沉降机理进行分析。上述研究内容及成果能够为乌鲁木齐后续相似条件下的地铁施工地表沉降和风险控制提供重要参考依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 研究目的及意义
  •   1.3 国内外研究现状
  •     1.3.1 卵石地层隧道开挖引起地表变形规律国内外研究现状
  •     1.3.2 概率积分法国内外研究现状
  •   1.4 研究内容和技术路线
  •     1.4.1 研究内容
  •     1.4.2 技术路线
  • 第2章 概率积分法基本原理及参数研究
  •   2.1 概率积分法概述
  •     2.1.1 概率积分法优势
  •     2.1.2 概率积分法的基本原理
  •   2.2 单元开挖地表移动
  •   2.3 隧道开挖时的地表移动及变形
  •     2.3.1 地表移动及变形基本公式
  •     2.3.2 单孔隧道开挖引起的的地表移动及变形值
  •     2.3.3 双孔平行隧道开挖引起的地表移动及变形值
  •   2.4 概率积分法相关参数研究
  •     2.4.1 隧道开挖深度H
  •     2.4.2 隧道断面横半轴A
  •     2.4.3 断面半径收敛值ΔA
  •     2.4.4 主要影响角正切tanβ
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 乌鲁木齐地铁1号线卵石层特性研究
  •   3.1 卵石层成因及分类
  •     3.1.1 卵石层成因
  •     3.1.2 卵石层的分类
  •   3.2 卵石层物理性质
  •     3.2.1 地层构成
  •     3.2.2 直径分布规律
  •     3.2.3 颗粒级配情况
  •   3.3 卵石层力学性质
  •     3.3.1 动力触探结果分析
  •     3.3.2 单轴抗压强度分析
  •     3.3.3 不同地层变形模量比较分析
  •   3.4 本章小结
  • 第4章 基于概率积分法的卵石地层隧道开挖沉降预测
  •   4.1 概率积分法地表沉降预测程序的主要功能
  •   4.2 概率积分法的程序实现
  •     4.2.1 高斯-勒让德求积法
  •     4.2.2 参数的确定
  •     4.2.3 程序实现
  •   4.3 实例应用
  •     4.3.1 工程概况
  •     4.3.2 卵石地层单孔单线隧道地表沉降规律分析
  •     4.3.3 卵石地层双孔平行隧道地表沉降规律分析
  •   4.4 卵石地层概率积分法参数规律研究
  •     4.4.1 主要影响角正切在不同因素影响下的变化规律
  •     4.4.2 断面半径收敛值在不同因素影响下的变化规律
  •   4.5 本章小结
  • 第5章 卵石地层地铁隧道开挖地表沉降机理分析
  •   5.1 数值模拟概述
  •   5.2 模型的建立
  •     5.2.1 对模型的基本假定
  •     5.2.2 模型参数
  •     5.2.3 施工阶段划分
  •   5.3 结果分析
  •     5.3.1 单孔单线标准断面沉降规律分析
  •     5.3.2 双孔平行隧道断面沉降规律分析
  •   5.4 卵石地层地铁隧道开挖地表沉降机理分析
  •   5.5 本章小结
  • 第6章 结论与展望
  •   6.1 结论
  •   6.2 展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间的研究成果及参与科研项目

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 司续霞

    导师: 秦拥军

    关键词: 地铁隧道开挖,卵石地层,概率积分法,地表沉降规律,沉降机理分析

    来源: 新疆大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 地质学,地质学,工业通用技术及设备,铁路运输

    单位: 新疆大学

    分类号: U231.3;P642.26

    总页数: 64

    文件大小: 2805K

    下载量: 147

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