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破碎岩体多通道地铁车站施工优化与稳定性控制研究
| 论文题名： | 破碎岩体多通道地铁车站施工优化与稳定性控制研究 |
| 关键词： | 破碎岩体;地铁车站;多通道车站;施工优化;数值模拟;变形监测;稳定性控制 |
| 摘要： | 地铁车站由于其开挖断面大，对开挖及支护均有较高要求，往往是一个项目的重点及难点，而破碎岩体多通道地铁车站除具有一般车站的特点外，车站所处位置岩体破碎，多通道交叉连接处断面形状复杂，两侧临空面大、施工时相互影响大，拐点易形成应力集中，围岩稳定性难以控制。针对上述问题，本文以青岛地铁2号线枣山路车站多通道段为工程背景，采用理论分析、室内实验、数值模拟与现场监测相结合的研究方法，研究破碎岩体多通道地铁车站不同开挖与支护方案下车站结构及围岩的力学特性和变形特征，确定最优施工方案，并对其稳定性进行分析，为类似工程的施工提供一定的理论依据和实践经验。本文主要做了以下方面的研究： (1)破碎夹层岩石物理力学性质研究。由于原地勘与实际开挖时地层参数不符，取破碎夹层带岩石进行室内实验，确定其波速、含水率、抗拉及抗压强度，并对该破碎夹层岩石本构关系进行研究，掌握岩石破坏特征及物理力学参数。 (2)破碎岩体地铁车站下断面施工与支护参数优化。考虑地铁车站下断面含破碎夹层的因素，建立弹塑性解析模型，分析各开挖与支护方案下车站结构与围岩的受力与变形规律，结果显示，在主体车站拱脚及下断面边墙位置出现应力集中，通过优化比选，最终得出适合下断面含破碎夹层地铁车站的最优开挖与支护方案。 (3)破碎岩体多通道地铁车站稳定性分析。以枣山路车站三通道平行相交段和四通道垂直交叉段为研究对象，采用有限差分数值模拟软件，对多通道段结构及围岩的力学特性和变形特征进行分析。通过对不同开挖间距下的围岩稳定性及施工经济性进行研究，提出一种多指标综合判定方法，最终确定了最优的开挖间距为10m~15m；通过对交叉段力学行为分析，确定最大主应力出现在主体车站与1＃风道的拐角处，提出了“随挖随封闭”的开挖支护方案，加快了施工速度，保证了车站结构的稳定。 (4)现场监测分析。通过数值分析及工程经验，确定出破碎岩体多通道地铁车站的危险监测断面及测点，结果显示各危险断面及测点的监测值均在警戒值范围内，且隧道变形已基本稳定，证明了各施工优化方案的可行性，保证了破碎岩体多通道地铁车站的稳定。 |
| 作者： | 王冲 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 王渭明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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