膨脹土地區(qū)城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及關(guān)鍵技術(shù).pdf

1、目前我國城市軌道交通建設(shè)正如火如荼的進(jìn)行，建設(shè)地域分布廣泛且地質(zhì)條件種類多樣。膨脹土地區(qū)城市軌道交通的修建也逐漸開展，膨脹土由于具有強(qiáng)度、變形等特性，不可避免的對(duì)該地層城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工造成影響，目前尚缺乏相關(guān)研究。鑒于此，本文開展的膨脹土地區(qū)城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論及關(guān)鍵技術(shù)的研究，具有重要的理論價(jià)值。
　　本文采用理論推導(dǎo)、資料調(diào)研、數(shù)值模擬和現(xiàn)場實(shí)測等多種方法，依托合肥膨脹土地區(qū)軌道交通工程，對(duì)膨脹土地區(qū)城

2、市軌道交通盾構(gòu)隧道、淺埋暗挖隧道、明挖地鐵深基坑的設(shè)計(jì)理論及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，得到了如下結(jié)論:
　　明確了膨脹土地區(qū)城市軌道交通地下結(jié)構(gòu)的膨脹土影響因素，即降雨、地下水位變化和地下結(jié)構(gòu)施工，這三個(gè)因素引起膨脹土強(qiáng)度參數(shù)衰減和膨脹土附加應(yīng)力場。合肥地區(qū)膨脹土c、ψ值的對(duì)數(shù)與含水率線性負(fù)相關(guān)，膨脹力或膨脹變形與含水率近似呈線性關(guān)系。得到了三個(gè)因素對(duì)地層含水率的影響范圍及分布規(guī)律。提出了采用假定溫度場模擬附加應(yīng)力場的方法，并給出了關(guān)鍵

3、參數(shù)求解方法。
　　基于彈性理論推導(dǎo)了一般地層深埋隧道施工引起的地層應(yīng)力和位移解析解，通過引用位移勢函數(shù)推導(dǎo)了膨脹土附加應(yīng)力場單獨(dú)作用下的附加應(yīng)力和位移解，二者疊加即為膨脹土地層深埋隧道施工引起的地層應(yīng)力和位移解析解?；阽R像法推導(dǎo)了一般地層淺埋隧道施工引起的地層位移和應(yīng)力的解析解，“逆向”推導(dǎo)了膨脹土附加應(yīng)力場單獨(dú)作用下的地層位移和應(yīng)力的解析解，二者疊加即為膨脹土地層淺埋隧道施工引起的地層位移和應(yīng)力解析解。對(duì)比附加地層應(yīng)力和位移

4、可知，膨脹土附加應(yīng)力場對(duì)深埋隧道的影響小于淺埋隧道。地層應(yīng)力和位移解析解可為膨脹土地區(qū)隧道設(shè)計(jì)施工提供理論依據(jù)。
　　基于太沙基松弛土壓力公式推導(dǎo)了三個(gè)因素引起的土體參數(shù)衰減條件下盾構(gòu)隧道豎向土壓力的修正計(jì)算公式，通過數(shù)值計(jì)算得到了三個(gè)因素引起的附加應(yīng)力場對(duì)盾構(gòu)隧道管片土壓力的影響規(guī)律并給出了附加土壓力取值建議，二者疊加即為膨脹土地層盾構(gòu)隧道管片土壓力修正計(jì)算方法。通過理論推導(dǎo)提出了注漿層—地層抗力系數(shù)計(jì)算方法，結(jié)合土壓力修正計(jì)算

5、方法提出了膨脹土地層盾構(gòu)隧道管片設(shè)計(jì)方法，對(duì)比實(shí)測數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了設(shè)計(jì)方法的合理性。建立了膨脹土地層盾構(gòu)施工全過程數(shù)值模擬方法，分析了合肥地區(qū)膨脹土地層盾構(gòu)施工對(duì)地層位移的擾動(dòng)規(guī)律。
　　基于謝家然公式對(duì)三個(gè)因素引起的土體參數(shù)衰減條件下淺埋暗挖隧道豎向土壓力進(jìn)行修正，通過數(shù)值計(jì)算得到了三個(gè)因素引起的附加應(yīng)力場對(duì)淺埋暗挖隧道的附加土壓力的影響規(guī)律并給出了附加土壓力取值建議，二者疊加即為膨脹土地層淺埋暗挖隧道土壓力修正計(jì)算方法。對(duì)

6、比計(jì)算值和實(shí)測值，驗(yàn)證了荷載修正方法的合理性。基于極限平衡理論計(jì)算了合肥地區(qū)膨脹土地層暗挖隧道深淺埋分界。對(duì)合肥膨脹土地層淺埋暗挖隧道施工參數(shù)進(jìn)行分析并提出了合理建議值。
　　通過數(shù)值計(jì)算得到了不同墻體位移模式下基坑周邊含水率整體變化和降雨條件下合肥地區(qū)膨脹土地層明挖深基坑土壓力分布規(guī)律，結(jié)合朗肯土壓力公式，提出了膨脹土地層明挖深基坑土壓力修正計(jì)算方法。對(duì)合肥地區(qū)膨脹土地層明挖深基坑工程換撐和不換撐方案進(jìn)行對(duì)比分析，結(jié)合望湖城站明