论文部分内容阅读
本文以某市地铁2号线土建1标在K1+110-K1+700里程盾构下穿立交结构为工程背景,对盾构下穿立交结构围岩的整体稳定性进行研究。首先,总结研究区隧道围岩的变形破坏机制和影响围岩整体稳定性的地质因素,结合围岩分级结果,对研究区隧道围岩整体稳定性进行定性评价。结果表明：研究区围岩等级较低(Ⅰ类),围岩整体稳定性易于受距离隧道开挖面较近桥基荷载的影响。其次,建立二维模型,对研究区具有代表意义的四个断面隧道开挖围岩整体稳定性进行分析。结果表明：在不含桥基的右线K268.628断面和桥基距离隧道开挖面较远的右线K278.228断面隧道开挖时,围岩变形、应力集中程度及塑性区分布面积较小,围岩整体稳定性较高；而在桥基距离隧道开挖面较近的左线K588.168断面和右线K715.129断面隧道开挖时,围岩变形、应力集中程度及塑性区分布面积较大,围岩整体稳定性较低,在施工过程中,建议采用型钢加固的方法来提高隧道围岩的整体稳定性。再次,建立三维模型,对研究区具有代表意义的右线K248.228-K308.228断面区间盾构动态掘进过程进行模拟。结果表明：盾构在该区域掘进过程中,围岩变形较小,无明显的应力集中现象,塑性区域面积较小,隧道围岩的整体稳定性较高。最后,考虑到土体材料非均质特征,对右线K268.628断面、右线K278.228断面、左线K588.168断面和右线K715.129断面隧道围岩渐进破坏过程及声发射规律进行研究,并计算出相应的安全系数。结果表明：右线K268.628断面和右线K278.228断面隧道围岩的安全系数较高,分别为2.08和2.0,而左线K588.168断面和右线K715.129断面隧道围岩的安全系数较低,仅为1.19和1.14,采取加固措施后,安全系数分别达到1.85和1.61。从围岩破坏过程中的声发射规律来看,其主要破坏形式为剪切破坏和拉破坏。目前,对于隧道围岩整体稳定性评价并没有统一的模式,本文采用工程地质法、有限单元法,并考虑到土体材料的非均质性特征,结合监控量测数据等多种途径,分别从定性、定量不同的角度对研究区盾构下穿立交结构围岩的整体稳定性进行了综合评价。评价结果表明：整个研究区隧道过程中,除在左线K588.168断面和右线K715.129断面建议采取加固措施外,围岩整体稳定性都基本满足安全施工要求。本文研究的方法及成果,能够对类似工程设计及施工有所指导和帮助。