【摘 要】
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断层破碎带是隧道修建过程中常遇到的不良工程地质条件,其风化程度高、强度低、承载能力差、易变形,使隧道施工很容易发生大变形、坍塌、突水等施工灾害。虽然我国在隧道方面积累了较多的经验,但由于断层破碎带的不确定性较多,导致在开挖时对断层的实际控制不足,因此还需对断层作用下隧道的位移、应力变化做进一步的研究和补充。本文以大连某地铁工程为研究对象,应用ANSYS软件建立三维有限元模型,对穿越不同弹性模量断层
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断层破碎带是隧道修建过程中常遇到的不良工程地质条件,其风化程度高、强度低、承载能力差、易变形,使隧道施工很容易发生大变形、坍塌、突水等施工灾害。虽然我国在隧道方面积累了较多的经验,但由于断层破碎带的不确定性较多,导致在开挖时对断层的实际控制不足,因此还需对断层作用下隧道的位移、应力变化做进一步的研究和补充。本文以大连某地铁工程为研究对象,应用ANSYS软件建立三维有限元模型,对穿越不同弹性模量断层、不同宽度断层、不同倾角断层、不同数量断层的盾构隧道进行分析,提取相应部位的应力值和位移值,并绘制出对应的位移、应力变化曲线,从而得出盾构隧道的位移、应力变化规律及断层对隧道的影响范围。研究结果表明,随着断层倾角的增大,位于断层部分隧道和整条隧道的拱顶下沉最大值一直在增大,拱底隆起最大值先增大后减小,位于断层部分隧道的第一、第三主应力最大值先增大后减小。断层的宽度和倾角不同时,断层对隧道的位移、应力影响范围基本一致,当隧道距离断层2.5倍的隧道内径时,拱顶下沉最大值开始趋于稳定;当隧道距离断层3倍的隧道内径时,拱底隆起最大值开始趋于稳定;当隧道距离断层2倍的隧道内径时,第一主应力最大值开始趋于稳定;当隧道距离断层2.5倍的隧道内径时,第三主应力最大值开始趋于稳定。与穿越一条断层相比,穿越两条断层时隧道的位移最大值、应力最大值均会变大。
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