地裂缝活动对跨越裂缝带地铁隧道的影响分析

根据西安地裂缝的分布特征与活动方式,结合西安地铁二号线的实际情况,建立地质模型。通过数值计算,分析了地裂缝环境下隧道的变形和受力,并据此来研究穿越地裂缝隧道的设防范围、重点设防位置;研究了地裂缝环境下围岩压力的分布特征,为隧道受力模型的简化提供依据。由分析结果可见,地裂缝环境下隧道变形和受力的主要设防范围为上盘距离地裂缝40 m至下盘距离裂缝30 m共70 m范围;隧道纵向受力的最危险位置为裂缝两侧15～20 m处,隧道受剪最危险范围为裂缝两侧各15 m之内;在上盘地裂缝影响范围内隧道顶部的竖向围岩压力远远大于底部竖向围岩压力,此时可以忽略隧道底部土体的竖向作用力,将结构当作一根以沉降变形区两端为支撑的简支梁构件,采用极限平衡理论求解作用于隧道顶部的竖向围岩压力,并据此进行纵向抗弯设计。