北京地鐵區(qū)間隧道地表沉降模型試驗研究.pdf

1、隨著城市地鐵工程在我國蓬勃發(fā)展，預計21世紀初至中葉將是我國大規(guī)模建設地鐵的年代，與此相關，也會涌現(xiàn)出大量的巖土工程技術問題需要解決。目前，以淺埋暗挖法施工的城市地下工程，存在的最突出的問題是在開挖過程中擾動地層，引起周圍地層的應力、位移的重分布，從而導致地表下沉，對臨近建(構)筑物、道路、地下管線等造成不同程度的破壞和影響。因此，如何在城市地下工程施工過程中防止地層坍塌，保證支護結構的安全并可靠地預計和有效地控制施工所引起的地面沉陷以

2、保護工程沿線建筑物和地下管線的安全，已成為城市地鐵工程建設中必須解決的一項重要課題。
　　 本文以北京地鐵五號線這一實際工程為背景，通過模型試驗研究淺埋暗挖隧道施工過程中地表沉降規(guī)律，并與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)和數(shù)值計算相互對比，對無支護隧道開挖過程的地表沉降情況予以研究，進一步驗證模型試驗的可靠性。
　　 在模型試驗過程中，正確地選擇相似材料是能否正確模擬工程原型的關鍵，本文在調(diào)研了相似材料研究的現(xiàn)狀的基礎上，分析了相似材料選擇

3、與組合的原則。借鑒前人的經(jīng)驗，通過大量的配比試驗，我們研制了一種適合北京地質(zhì)條件的相似材料，這種材料用重晶石粉、石英砂作為骨料，凡士林作為膠結劑混合而成。通過大量的力學試驗和對試驗數(shù)據(jù)進行分析，總結出了影響這種相似材料力學參數(shù)的若干因素，并對彈性模量做重點測試，分析了若干因素對材料物理力學性質(zhì)的影響，并使用MATLAB程序?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行了擬合，得出一定范圍內(nèi)各材料組分含量對彈性模量大小的影響。最后得到：新材料具有容重高、強度與彈模低、性

4、能穩(wěn)定、易于購買，價格便宜、易干燥、易于加工堆砌、可重復使用的特點。它可以模擬范圍較廣的巖體材料，是一種比較理想的地質(zhì)力學模型相似材料。
　　 在掌握了相似材料性質(zhì)影響因素及其規(guī)律的基礎上，本文針對北京典型地質(zhì)和典型隧道斷面進行平面模型試驗。經(jīng)過擬合，地表沉降曲線基本符合Peck所述的地表沉降規(guī)律，在此基礎上，將現(xiàn)場實測、模型試驗和數(shù)值計算的結果進行對比。對比結果表明，模型試驗結果與數(shù)值計算所得結果相差很小，可認為簡化后的模型適