西安地铁隧道穿越地裂缝带的计算模型探讨.pdfVIP

西安地铁隧道穿越地裂缝带的计算模型探讨 门玉明，张结红，刘洪佳，韩冬冬，王海英 (长安大学 地质工程与测绘学院，陕西 西安 710054) 摘要 ：通过对西安地铁隧道穿越地裂缝带的大型物理模 型试验成果 的分析 ，提出在地裂缝活动时 ，穿越地裂缝带 的地铁隧道有以下两个方面的变化特征 ：一是作用于隧道的荷载发生改变 ；二是在 隧道底部产生脱空现象 。这种 脱空现象无论在整体式隧道还是盾构隧道 中都会出现 。造成 隧道在界面上与土体脱空 的原因是隧道和周围地层 的变形不协调。脱空 区域的大小对地铁隧道的变形与 内力计算会产生 明显影响 。在对 隧道变形特征分析的基础 上 ，总结得出了西安地铁穿越地裂缝带隧道变形的4种计算模型：对于整体式长隧道，可 以采用一端 固定而另一端 简支 ，或一端 固定而另一端定 向支承的计算模 型；对于整体式短隧道 ，可 以采用外伸梁模 型；对于盾构 隧道 ，可 以采 用一端固定而另一端定向支承的计算模型。最后 ，对脱空条件下隧道数值分析的建模 问题进行 了讨论。算例分析 表明：在数值计算 中，对于隧道与土体接触面的界面处理非常关键 ，否则将造成计算结果的重大误差 。 关键词 ：地裂缝 ；地铁隧道 ；脱空；变形特征 ；计算模型 中图分类号：P642．26；TU354 文献标志码：A 文章编号2011)01—0095—06 Discussionon theComputingM odelforXi’an M etro TunnelPassingThroughtheGroundFissureZone MENYu—ming，ZHANGJie—hong，LIU Hong—jia，HANDong—dong，WANGHai—ying (SchoolofGeologicalEngineeringandSurveying，ChanganUniversity，Xian710054，Shaanxi，China) Abstract：According to theanalysisofthelargephysicalmodelteston Xi’an M etro tunnelpassing through the groundfissurezone，two deformation characteristicsinthemetro tunnelwerefoundwhen ground fissureswere active．Firstly，thechangehappenedwhenthetunnelwasinload；secondly，thegapappearedatthebottom ofthe tunne1．Thegapappearedinmonolithicandshieldtunnels．Thereasonwasthatthedeformationsofthesurrounding strataandtunnelwereincongruous．Thesizeofthegap hadsignificanteffecton metro tunne1deformation and internalforcecalculation．Onthebasisoftheanalysisofthetunneldeformationcharacteristics，fourdeformation calculatingmodelsofthetunnelpassingthroughthegroundfissurezoneweresummarized．Forthelongmonolithic tunnel，tofixoneendandsimplysupporttheotherwasacalculatingmodel，anothermodelwastofixoneendand directlysupporttheother；fortheshortmonolithictunnel，thesimplifiedoverhangingbeam couldbeused；forthe shieldtunnel，tofixoneendanddirectlysupporttheotherwasthecalculating