高能级强夯置换加固软土地基振动衰减规律研究

强夯置换加固软土地基的施工可能造成周围已有建筑物损坏,开展强夯振动衰减规律研究以确定施工时已有建筑物所需安全距离具有重要意义,而现有相关研究多围绕低能级强夯展开。为研究高能级(8 000kN·m及以上)强夯施工引发的地面振动衰减规律,依托沿海地区某软土地基加固工程设立了现场试验区,通过布设的高频振动采集仪器采集距夯点不同距离处地面振动数据,对采集的振动数据进行了系统分析,结合《建筑工程容许振动标准》(GB 50868-2013),确定了高能级强夯施工下已有建筑物所需安全距离,可为施工提供有意义的指导。     

强夯引起的地面振动峰值衰减规律与环境评价

强夯法加固地基由于施工程序简单,工程造价低,在世界范围内得到广泛应用。近些年,强夯引发的地面振动对周围建筑物的影响不断被重视。文章基于强夯法地基加固过程中现场采集的207组振动记录,研究了强夯引发的地振动竖直方向和水平方向振动峰值(振动峰值加速度PGA和振动峰值速度PGV)随振源距的衰减规律,研究表明PGA和PGV的衰减符合指数衰减规律。计算了工程场地的振动能级,参照《城市区域环境振动标准》(GB10070-88)对工程场地进行了环境评价,表明强夯引起的地面振动等级远大于现有的规定值,强夯引起的周围地面振动问题应该给予重视。     

基于萨道夫斯基公式分段拟合的烧锅隧道爆破振动预测研究

针对承德烧锅隧道掘进过程中地表实测爆破振动与爆破安全规程中建议的萨道夫斯基公式预测的峰值速度有较大偏差的问题进行研究。通过监测数据拟合隧道底板的振动波传播衰减规律,考虑微差爆破中冲击能转化为弹性振动能时发生折减,采用应力过渡系数k表征单段爆破的爆破应力对隧道弹性区围岩体的作用程度;通过BP神经网络反演出满足现场监测数据的应力过渡系数;建立FLAC3D模型,以应力过渡系数修正模型边界条件,分段模拟各个爆破区段内的地表振动场,用萨道夫斯基公式做回归拟合,给出各个爆破区段内K、α参数工程指导值。对比实测数据其误差在10%以内,为准确预测爆破影响范围内地表建、构筑物的爆破振速提供了可靠依据,保障了烧锅隧道施工的顺利进行,并为其他爆破工程爆破振动预测提供了新的方法。     

强夯法加固高速公路路基时与临近构筑物安全距离的确定

强夯法加固地基由于其施工简单,工程造价低,在世界范围内受到广泛应用。近年来强夯引发的地振动对邻近的建(构)筑物的影响受到业内的日益关注。文章基于高速公路强夯加固地基施工中现场采集的207条振动记录,对强夯振动的峰值加速度与峰值速度随振源距的变化进行了统计分析。参照中国地震烈度表的烈度分级对强夯的地振动效应做出评价,指出《安全爆破规程》由于其振动主频范围原因而并不适应于强夯振动评价,并建议了在该强夯能级下不同结构类型的允许安全距离。     

桩板墙施工引起的邻近建筑物振动实测与分析研究

为了研究桩板墙施工振动对邻近建筑物的影响,依托于某道路连接线工程,对桩板墙施工振动的传递规律进行了现场监测,获得了距离振源不同位置处的速度时程和速度频谱,并对不同位置处3个方向振动频率和速度峰值进行了统计分析。结果表明:桩板墙施工引起的邻近建筑物振动表现为整体振动,但以水平振动为主;随着测点远离振源,振动呈衰减趋势,符合振动波传递规律。此外,还给出邻近建筑物振动实测资料的评价分析结果,可为类似工程的施工提供一定的参考和借鉴。     

地面交通荷载引发的场地振动实测分析

对城市地面交通引发的场地振动进行现场实测,基于实测数据,在时域和频域内分别统计分析了公交车引发的振动随距离的衰减规律,统计结果表明,衰减速率在近振源区域明显大于远振源区域,振动的影响范围在距振源50 m以内的区域;由公交车引发的振动在影响区域内的卓越频带为7～20 Hz,其中心频率约为11 Hz.最后,亦比较了采用面源荷载引发振动的地表响应经验公式的预测值与实测值,结果表明,经验公式在应用于本文的测试条件时,可能会低估振动水平.     

振动压路机工作振动对民宅影响的监测与分析

为评价振动压路机施工振动对民宅的影响,对京福高速公路徐州西绕城8标小山村路段压路振动进行了实地监测。用简化的地面振动衰减公式计算回归振动压路机地面振动数据,得出在该地质条件下地面振动衰减关系,并对该地质条件下振动压路机工作振动的影响进行了分析和评价。     

强夯置换法加固地基现场试验研究

为评估强夯置换施工对周边油气管道的影响,结合大亚湾石化区强夯置换加固路基工程,在试验路段(周边无油气管)布置了位移边桩、测斜管和强夯振动监测点。利用全站仪测量了地表变形情况;数字测斜仪测量了土体内部的侧向变形情况;振动测试仪记录了强夯施工时地表监测点的振动曲线。试验结果表明:深层侧向位移在2～4 m深度范围内衰减较快,5 m以下深层侧向位移基本为零;强夯置换振动的影响范围为25～30 m。对位移和振动的监测数据的分析,可知在5 000 kN.m的夯击能时:强夯置换施工的影响范围为25～30 m。     

复杂场地爆破振动对邻近构筑物动力响应及安全影响分析

在地形复杂、高差悬殊较大场地进行深挖路堑施工时,针对临近既有构筑物在爆破振动作用下所产生的动力响应和安全影响,基于较先进的网络测振仪系统,在邻近构筑物上布设爆破振动观测点,对爆破时产生地震波进行采集并详细分析。结果表明,在一定范围内地形高差对爆破振动传递有明显影响,近爆心处质点振动以垂向为主,且为高速低频振动,对结构会产生较大影响;爆心与构筑物水平距离在20m范围内时采用露天浅孔爆破,可以控制爆破对周围结构产生的振动影响;分析所有爆破记录数据可知,其主振频率对应的振动速度峰值均在规范要求范围之内,对构筑物实地巡查也未发现损伤现象;该爆破工程所采集数据为进一步研究爆破技术在复杂场地中的应用提供了大量材料。     

振动压实引起环境振动的试验研究

根据BW219DH-3振动压路机压实施工诱发地面振动的实测资料，分析得出了振动压实施工诱发的地面振动的特点、振动加速度的主频特性和振动加速度幅值在不同方向上的衰减特性。通过对加速度幅值回归拟合，得到了加速度衰减规律公式，从而给出了控制施工安全距离的指导公式。     

爆破地震波作用下浅埋隧道地表振动的空洞效应研究

以成贵高铁豆子湾隧道为工程背景,对浅埋隧道爆破开挖时地表振动速度进行了监测。实测数据表明,以掌子面为对称面,隧道已开挖成洞区拱顶上方地表的振动速度是对称位置未开挖区的1.1~1.7倍,即存在空洞效应。由于空洞效应的影响,导致隧道开挖成洞区上方地表的爆破地震波衰减规律不满足萨道夫斯基公式。运用ANSYS/LS-DYNA有限元软件进行数值模拟计算,得到在隧道中心线方向,随距掌子面距离的增大,空洞效应的影响有一个先增大后减小的过程,并且当距掌子面为1.5~2.0倍的隧道洞径时,空洞效应的影响不再明显。     

路基强夯对高层建筑物振动影响研究

为探究路基强夯施工对近距离高层建筑物振动影响,针对建筑物各方向振动速度与夯点距离的关系,不同楼层振动响应特征,减振沟减振效果和建筑物振动频率和振动加速度变化规律进行现场试验研究。结果表明:建筑物各个方向振动速度随夯点距离增大而减小,9楼水平方向有显著振动放大效应;减振沟对9楼水平方向、1楼竖直方向振动减振效果较好;建筑物水平方向振动主频4.5～5.5Hz,竖直方向振动主频8～9Hz,建筑物振动速度满足相关规范要求。     

液态CO2气爆破岩振动衰减规律试验研究

为研究CO₂爆破振动衰减规律，依托青藏高原公路路基改建工程，开展了CO₂爆破试验，测试了CO₂爆破振动信号，分析了振动速度衰减规律，并与《爆破安全规程》规定的安全允许质点振速进行了对比分析。研究结果表明:CO₂爆破振动速度随爆源距增加迅速衰减，振动速度与装药量和距离的比值成指数函数关系。     

高速铁路路基动力响应有限元仿真分析

采用有限元软件对高速铁路路基在列车作用的动应力、振动加速度、速度、沉降、动应力衰减等应力应变规律进行理论性分析,结果表明:路基刚度的变化对路基顶面动应力的影响较小;路基综合刚度越高,路基的动力稳定性越高;采用振动加速度、速度及沉降三项指标作为高速铁路设计的控制参数较为合理.     

基于能量法的连拱隧道钻爆施工对围岩损伤影响分析

以采用无导洞钻爆法施工的云南省武定至易门高速公路三台坡连拱隧道工程为依托，针对爆破施工对无导洞连拱隧道围岩造成损伤的问题，利用能量衰减公式推导隧道围岩振动速度衰减公式；采用FLAC^3D软件计算分析实际工程围岩振动速度以验证理论推导公式的准确性，并计算分析在爆破荷载作用下连拱隧道围岩、中墙的振动速度和振动位移的变化规律。研究结果表明：振动速度的理论计算结果和数值模拟结果之间的相对误差较小，说明基于理论推导得到的隧道围岩振动速度计算公式是可靠的；爆破过程中产生的能量以地震波的形式向外传播，当地震波传至地表仍未完全衰减时，未完全衰减的能量将以反射波的形式继续衰减；爆破施工过程中围岩振动速度和振动位移最大值均位于距掌子面6 m的已开挖区隧道拱顶围岩处，未支护情况下隧道拱顶8 m范围的围岩振动速度大于63.5 cm·s^-1，围岩处于损伤的状态，因此在爆破施工过程中应对已开挖区围岩进行预加固。     

基于Peck公式铁路隧道下穿既有公路隧道路基沉降规律分析

交叉隧道的路基沉降值研究,对道路建设有重要意义。为了定量确定铁路隧道下穿既有公路隧道所引起的既有公路隧道路基沉降规律,结合了盘道岭公路隧道和草莓沟隧道的工程实例,以Peck公式为依据,经理论推导,得到了在交叉隧道近接距离影响下的路基沉降值及其相应解析解。并在此基础上对影响路基沉降的因素进行了探讨。结果表明,既有公路隧道路基沉降的大小与沉降槽宽度系数、内摩擦角、高低倾斜率、隧道近接距离等因素相关。通过Peck计算出的结果与实测数据对照,结果相吻合,表明改进后的路基沉降计算公式能较好地反映出交叉隧道的路基沉降规律。     

黄土路基强夯前后浸水入渗分析

路基黄土的湿陷性影响,是路基病害的重要因素。文中结合土水特征曲线、渗透系数与基质吸力曲线、室内及野外试验数据,通过浸水入渗数值模拟及现场试验,分析强夯前后路基黄土的浸水入渗规律和影响深度,评价强夯处治效果,为黄土路基的沉降计算和防治措施提供参考。     

分岔隧道浅埋连拱段的爆破振动效应分析

分岔隧道洞口连拱段具有浅埋、受力结构复杂等特征。爆破开挖诱发的振动效应对围岩及受力结构产生破坏,直接影响隧道施工期和运营期的安全。为此,以六月田公路隧道工程浅埋分岔段为研究背景,采用现场振动监测和数值模拟手段,分析了后行隧道爆破地震波作用下覆盖层围岩、支护及受力结构的力学机制和破坏特征,得到了连拱段隧道中隔墙径向、切向和垂直向振动速度的衰减规律。在此基础上,建立了未开挖洞段长度与放大倍数的近似函数关系,通过曲线拟合方程得到了径向、垂直向和切向振动速度拟合公式,并揭示了爆破地震波的传播衰减规律。利用成洞区和未开挖区的相互关系,推导了成洞区振动速度的传播衰减公式。研究结果表明:先行隧道侧中隔墙的径向和切向振动速度较大,成洞区的爆破振动速度具有放大效应;后行隧道爆破产生的振动对中隔墙成洞段12 m至未开挖段8 m范围内的影响较大;采用曲线拟合方程得到了覆盖层厚度与振动速度的函数关系,基于Von Mises屈服准则确定了洞顶围岩的损伤范围;根据最大拉应力和最大振动速度之间的关系,得到了喷射混凝土纵轴线方向的拉裂破坏长度,确定了后行隧道喷射混凝土的爆破振动安全控制标准。该研究结论可为类似隧道工程的爆破开挖设计、施工提供参考借鉴。     

公路隧道爆破振动波的传播规律研究

在隧道钻爆法施工时,爆破产生的振动波会给周围建筑结构带来一定损害,并引发一系列施工安全问题。结合阳曲1号隧道,研究施工爆破过程中振动波的传播规律,并与实测数据分析拟合,提出了爆破振动下地表振动速度和振动频率的衰减规律;认为隧道横向的振动衰减速度比隧道纵向的振动衰减速度略小;高层建筑振动速度随高程增加逐渐衰减,不存在振动高程放大现象。     

基于FLAC3D的土质路基边坡动力响应规律研究

为了研究路基边坡在交通荷载作用下的动力响应规律,结合某路基边坡工程,应用振动力时程曲线和车辆载荷拟合公式,采用FLAC3D有限差分软件建立了数值分析模型,从加速度、位移、速度等方面研究了边坡结构的振动响应特性及其扩展规律。研究发现:在交通荷载的作用下,土质路基边坡内部应力较为集中,且其最大主应力主要表现为压应力。边坡坡面各监测点的水平位移、加速度、速度离震源越近,动力响应现象越明显。同一测点X位移随着求解时程的增加逐渐增加,且两者具有很强的线性正相关关系。单次荷载对路基边坡的影响程度较小,但当振动效应不断累积叠加,边坡的稳定性将受到严重威胁。当振动效应达到边坡的承载极限时,边坡就会发生失稳破坏。研究结果对于评价交通荷载对路基边坡的影响具有一定的理论意义以及工程应用价值。