西安地鐵4號線跨越地裂縫災(zāi)害研究.pdf

1、從上個世紀五十年代以來，西安市區(qū)先后共發(fā)現(xiàn)了14條主地裂縫以及數(shù)條次裂縫，地裂縫經(jīng)過的地方，對各類工程建筑、交通設(shè)施造成不同程度的損害，給西安市帶來了不小的經(jīng)濟損失。伴隨著城市建設(shè)規(guī)模的擴大，西安市規(guī)劃發(fā)展城市快速軌道交通，目前正在施工建設(shè)的地鐵4號線由北到南跨越14條地裂縫。地鐵作為一種線性工程，鑒于現(xiàn)場的實際條件，地鐵隧道部分行車區(qū)段不能做到避讓地裂縫，所以需要在工程上做到跨越地裂縫;因此，明確地鐵4號線沿線地裂縫成因機理和活動規(guī)律

2、，以及線路大角度和小角度跨越地裂縫時對隧道結(jié)構(gòu)的影響機制，對于解決地鐵4號線跨越地裂縫的工程災(zāi)害問題是具有十分重要的意義。
　　本文以西安地鐵4號線隧道跨越地裂縫為研究背景，結(jié)合以往資料，首先介紹了地鐵4號線沿線地裂縫的分布與活動規(guī)律;其中線路與地裂縫f3、f8、f9呈小角度交匯，其余地裂縫均與線路呈大角度交匯，這些地裂縫會給4號線隧道工程項目的建設(shè)和建成之后的正常運行造成影響。
　　其次，本文分析了地鐵4號線沿線地裂縫的成

3、因機理。通過對以往資料的分析和整理，認為構(gòu)造運動是西安地裂縫出現(xiàn)的內(nèi)在主導因素，加上西安特有的地貌，地裂縫表現(xiàn)出其構(gòu)造性質(zhì);過度開采地下承壓水是西安地裂縫形成的外在主導因素，斷裂層的運動導致兩側(cè)地層出現(xiàn)結(jié)構(gòu)差異，加上長期過度開采地下承壓水帶來的影響，地層容易產(chǎn)生差異沉降，過度開采地下承壓水是地裂縫超常活動的直接原因。
　　運用MIDAS/GTS NX有限元程序建立地鐵隧道結(jié)構(gòu)分別在小角度(25°)和大角度(75°)情況下跨越地裂縫

4、的數(shù)值模型，隧道結(jié)構(gòu)與地裂縫相互作用，從地鐵隧道受力、變形、破壞、影響范圍和地層位移這幾個方面對建立的模型進行模擬分析。指出地鐵在小角度(25°)跨越地裂縫時，隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以剪切為主，加上扭轉(zhuǎn)變形，變形范圍主要在其附近2.8倍隧道直徑的范圍內(nèi)，且下盤范圍略大于上盤;地鐵在大角度(75°)跨越地裂縫時，隧道結(jié)構(gòu)發(fā)生的變形以拉張-剪切為主，局部有扭轉(zhuǎn)和彎曲變形，變形范圍主要在其附近0.35倍隧道直徑的范圍內(nèi)，且下盤范圍略大于上盤;