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离心模型试验研究隧道开挖引起的地表固结沉降
Study of Ground Consolidation Settlement Due to Tunnel Excavation with Centrifuge Model Test
【作者】 刘庆舒;
【导师】 高波;
【作者基本信息】 西南交通大学 , 桥梁与隧道工程, 2003, 硕士
【摘要】 地下工程开挖不可避免地产生对围岩的扰动并引起地下工程周围地表产生位移和变形。研究城市地下工程开挖引起的地表移动和变形,对于减少开挖对地表和地下已有设施的不良影响,对于保护地表环境具有十分重要的意义。 土工离心模型试验技术利用离心力场和重力场等效性,将模型尺寸缩小到原型尺寸的1/n,同时作用在模型上的体积力增大n倍,这时,模型中各点的应力、应变与原型中对应点的应力、应变相等,原型和模型对应点的位移成n倍关系。离心模型试验具有其他模型试验不具备的时间效应。根据离心模型试验的基本原理,可以推导出在离心模型上的固结时间是原型的1/n~2,离心模型上的渗流时间是原型的1/n~3。因此,利用离心模型技术可以预测原型的固结情况和渗流情况。 本论文通过多个模型试验的研究,得到了深圳地铁大~科区间里程SK3+355断面在隧道竣工后6个月内地表固结沉降的预测值,也得到了SK3+395断面三孔三线隧道施工引起的沉降和隧道竣工后15个月内地表固结沉降的预测值。最后论文比较了SK3+395断面模型试验数据和已有的现场实测数据。通过本论文的研究,可以为使用离心机研究固结沉降,地下水的渗流以及隧道模拟开挖打下基础。
【Abstract】 Underground engineering excavation will disturb strata and causes ground settlement. It is significant to study ground settlement caused by underground engineering excavation and to reduce adverse effect on existent facility.Geotechnic centrifuge model test technique utilizes the equivalence between centrifugal force field and gravitational field; model dimension dwindles into 1/n times of prototype’ s, but the body force on the model increases n times. The strain and stress of model is equal to prototype’ s, but the displacement of prototype is n times of model’ s. Centrifuge model test possesses the unique advantage that it can externalize time effect while other model tests can’ t. On basis of the principle of centrifuge model test, consolidation time is 1/n2 times of prototype’ s, seepage time 1/n3 times of prototype’ s. So centrifuge model test technique can be used to forecast consolidation and seepage condition of prototype.This thesis gets forecasting ground settlement of SK3+355 section of Shenzhen Metro DA~KE running tunnel after it is completed 6 months, also gets forecasting ground settlement of SK3+395 section after it is completed 15 months. Finally, the model test data are compared with the site measurement data. This thesis’ s study has established a basis for studying consolidation, groundwater seepage and tunneling simulation.
- 【网络出版投稿人】 西南交通大学 【网络出版年期】2003年 03期
- 【分类号】U455
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