地裂縫場地施工降水對地表沉降和地層應力的影響研究

作者：王慶兵,黃強兵,閆鈺豐,楊招,胡士偉,雷建

摘要：地裂縫是西安市典型的城市地質災害,地下水位的變化是誘發地裂縫活動的重要因素。以西安地鐵六號線暗挖段施工降水為研究背景,基于有限元數值模擬計算,分析了地裂縫場地施工降水引起的地表沉降規律和地層應力變化特征。計算結果表明:當地下水位下降時,地表沉降量上盤大于下盤,地裂縫帶兩側地表存在差異沉降的現象,最大差異沉降量與地下水位下降深度近似呈直線關系;不同位置處地表的橫向沉降呈現出"Z"形的變化特征,差異沉降區隨地裂縫位置的變動而變化,且差異沉降量與橫向地表位置近似呈二次函數曲線關系;地層豎向應力隨著地下水位下降而增大,地裂縫位置處地層應力存在突變現象,上下盤應力影響區與地層深度近似呈三次函數曲線關系;基于分層總和法計算了地下水位下降時地表沉降量的解析解,并與數值模擬結果進行對比,發現兩種方法計算結果基本一致,得到了計算地表最大沉降量的經驗公式。研究結果可為地裂縫場地地鐵隧道及其他地下工程安全施工提供科學指導。

發文機構：北京市政路橋集團（股份）有限公司 長安大學地質工程系 長安大學公路學院

關鍵詞：施工降水地裂縫場地數值模擬分層總和法地表沉降地層應力construction precipitationground fissure sitenumerical simulationlayer-wise summation methodsurface settlementstratum stress

分類號： P642.27[天文地球—工程地質學][天文地球—地質礦產勘探][天文地球—地質學]