【摘 要】
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暴雨对城市地铁安全运营构成了严重威胁,长时间强降雨的天气下,地表积水增加,土体含水率上升,导致土体强度下降,从而给地铁隧道的安全性带来危害。因此,当城市遭遇突降暴雨且
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暴雨对城市地铁安全运营构成了严重威胁,长时间强降雨的天气下,地表积水增加,土体含水率上升,导致土体强度下降,从而给地铁隧道的安全性带来危害。因此,当城市遭遇突降暴雨且排水能力不足的极端天气灾害问题时,地铁隧道及地下工程的安全是否会受到严重影响,是否会进而诱发灾害问题有待深入研究。预测地表积水对地铁隧道产生的移动变形大小,并提出相应的安全防控措施,对确保城市地铁安全运营具有重要的理论研究价值及实际应用价值。本项目以北京地铁右安门外站至北京南站地铁隧道区间工程为例。针对不同降雨工况及极端降雨条件下地铁隧道的安全问题及其防控措施进行研究,主要研究内容如下:(1)依据右安门外站至北京南站地铁区间的工程地质勘察资料及隧道工程结构设计资料,利用数值模拟的方法建立了地铁隧道分析模型,研究了隧道上覆土体在不同含水率和地表不同积水深度的条件下的隧道及地层的应力应变演化规律。揭示了地表积水深度的增大对地铁隧道及各地层的影响比土体含水率的影响更大。(2)考虑到持续暴雨后,隧道围岩可能出现极端积水灾害,研究了地铁隧道上方及下方出现流沙层时的隧道应力应变演化规律。从研究结果来看,可知流沙层无论出现在隧道上方或下方,隧道的竖向应力值无显著区别,隧道下方出现流沙层后,隧道关键位置的沉降值明显大于隧道上方出现流沙层。(3)针对地铁隧道的安全性评价存在模糊性和随机性的问题,建立基于博弈论—云模型的地铁隧道安全评价模型。对地铁隧道在遭受极端天气灾害时进行安全性评估和预测,为地铁隧道的安全运营与防护提供有效的科学依据。(4)针对地表积水问题的防控措施,设计了下凹式绿地雨水渗蓄方案,并提出利用信息化手段建立降雨积水条件下地铁隧道安全风险预测预警方法。
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