西安地铁浅埋暗挖法施工地层变形研究

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1、分类号：U231.310710-2012121034硕士学位论文雷胜友教授工学硕士论文提交日期2015年4月25日论文答辩日期2015年6月9日学位授予单位长安大学ResearchOnStratumDeformationofShallow-buriedUndercutMetroTunnelInXi’anADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiYangSupervisor：Prof.LeiShengyouChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导

2、师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：>义年<月/口日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年彡月/0曰导师签名:年（月/〇曰摘要地铁

3、是一种快捷方便的绿色交通工具，能很好地解决城市发展中的交通难题，促进城市合理化布局。近年来，国内地铁建设发展迅速，地铁施工引起地表变形会对周围环境产生不利影响，因此，研究地铁建设中的地表变形问题、并探讨合适的施工方法和控制措施显得尤为重要。本文以西安地铁四号线某段隧道为工程背景，采用数值模拟结合现场监控量测，研究地表变形的影响因素。本文研究内容主要体现在以下几个方面：第一，分析了隧道开挖引起地层变形的机理，总结了地表横向变形规律和纵向变形规律以及相关的沉降控制措施。第二，采用ANSYS软件对隧道开挖的施工过程进行数值模拟，计算分析了地表变形的影响因素。模拟结果表明：采用台阶法施

4、工时地表最大沉降值达到了48.37mm，CRD法施工时为30.88mm，CRD法施工引起的地表沉降最小，最大沉降值是台阶法的63.8%，沉降控制效果最好。采用CRD法施工结束后的地表横向沉降变化速率逐渐变缓，影响范围也减小，其次是上下台阶法。对于单线隧道施工时，地表沉降值主要集在距中心11.25m大约1.25倍洞径范围内。从开挖的过程来看，未开挖至监测面前地表沉降值约占总沉降量的46.6%，监测面开挖占16%，之后开挖过程沉降量占37.4%。第三，分析了现场监测数据，得到以下结论：在沉降急剧变化阶段，最大沉降速率可达到1.5mm/d；当掌子面达到监测断面时，地层变形已达到稳定变

5、形时的50%左右；单线隧道开挖引起的地表沉降最大值为19.1mm，地表沉降槽宽度为8.8m~9.3m。关键词：城市地铁，浅埋暗挖法，CRD工法，地表沉降，数值模拟，现场监测；沉降槽宽度；IAbstractAsmetroisakindofquickandconvenientgreentransportation,itcansolvetrafficjamandenhancereasonabledistributionofcities.Withtheprocessofrapiddevelopmentofdomesticsubwayconstructioninrecentyears,g

6、roundsurfacedeformationunderconstructionbringsnegativeeffectstosurroundingenvironment.Ithasgreatsignificancetostudythesurfacedeformationinordertoprobeintoreasonableconstructionmethodsandprotectivemeasures.OnthebasisofonesubsurfacetunnelinXi’anMetroLine4,thispapercombinednumericalsimulationwi

7、thfieldmonitormeasuringtostudytheinfluencefactorofsurfacedeformation,mainresultsareasfollows:Firstofall,grounddeformationmechanismoftunnelexcavationisanalyzed,thelongitudinalandtransversedeformationlawofgroundsurfaceandsettlementcontrollingmeasures