盾构隧道施工引起周围土体超孔隙水压力的分析

盾构隧道施工在推进过程中将不可避免地对周围土层产生扰动,从而在土体中产生超孔隙水压力,导致后期固结沉降。文章基于修正剑桥模型,采用应力路径法,对盾构掘进产生的超孔隙水压力的大小、扰动范围以及分布规律等进行了计算分析,从而得出了盾构施工引起的周围土体超孔隙水压力峰值;同时,通过考虑开挖面土舱压力、隧道中心处土体的静止土压力及土体粘聚力等因素的影响,确定了盾构施工引起周围土体超孔隙水压力的影响范围;在不考虑纵向渗流的前提下,根据达西定律原理推导得出了隧道周围土体超孔隙水压力的分布规律。结合算例分析表明:采用应力路径法得到的隧道周围土体超孔隙水压力的峰值与隧道的埋深呈线性关系;随着隧道埋深的增加,盾构施工对土体的扰动范围及超孔隙水压力的峰值都在不断增加;但超孔隙水压力的变化趋势随隧道埋深的增加逐渐变缓,当H/D=1.5时超孔隙水压力的变化趋势近似为线性。     

考虑施工扰动影响下地铁工后沉降及孔压变化数值分析

目前,地铁施工引起的地基土变形和孔压变化已受到广泛重视。文章依据Henkel提出的三向应力条件下的超孔隙水压力理论,求得隧道起拱线处初始超孔隙水压力,通过MIDAS-GTS建立三维有限元模型,对杭州地铁工后固结进行数值模拟,分析了受施工扰动影响的工后不同时间段内地基土沉降和孔压分布规律。结果表明:施工完成后,土体中的超孔压分布呈左右对称分布,且孔压的消散程度与地基土固结度基本一致;固结沉降主要发生在盾构掘进初期,最大值出现在地表处;固结度越高,由地铁运行所引起的孔压变化量越小。     

盾构隧道局部渗漏水对周围土体孔隙水压力的影响

文章基于复变函数的保角变换方法将含有隧道的半无限平面映射为同心圆环计算域,将隧道周围土体视为均质连续各向同性的饱和介质,通过边界配点法控制盾构隧道局部渗漏水的边界条件,并将解析法与数值法相结合求解了稳定渗流时饱和土体二维渗流的基本微分方程,得到了盾构隧道局部渗漏水引起周围土体孔隙水压力变化的半数值半解析解。结合工程算例,应用该计算方法探讨了隧道渗漏水范围、渗漏水位置、地表与隧道渗漏水边界处总水头差等因素对隧道周围土体孔隙水压力的影响。研究结果表明:盾构隧道发生侧向渗漏水时,周围土体孔隙水压力在水平向1倍隧道中心埋深的范围内变化较大,且渗漏水范围越大。其衰减速度越显著;隧道渗漏水引起的地表与隧道渗漏水边界处总水头差越大,其对土体孔隙水压力的影响越显著,且孔隙水压力的减小量与总水头差呈等比例变化;隧道侧向渗流量随地表与隧道渗漏水边界处总水头差的增大而增大。且两者呈线性关系。     

降雨条件下炭质泥岩-土分层路堤渗流特性分析

为分析降雨条件下炭质泥岩-土分层路堤渗流特性,文章以西南某高速公路路堤填筑工程为例,采用数值计算软件对降雨条件下炭质泥岩-土分层路堤的渗流特性进行分析。结果表明:在降雨期间,靠近坡面的土体内部易形成暂态饱和区,而在边坡内部未形成暂态饱和区;边坡内部粉质黏土基质吸力下降幅度比炭质泥岩下降幅度大,且距离坡面越远,基质吸力下降的时间越晚;降雨期间坡面土体孔隙水压力上升幅度较大,而边坡内部土体孔隙水压力无明显升高。     

考虑鼓胀变形影响的散体材料桩单桩极限承载力修正计算

文章通过分析散体材料桩的鼓胀破坏机制,采用数值方法对考虑散体材料桩鼓胀变形模式的桩侧土体极限侧向土压力进行研究,并通过相关参数分析,在被动土压力法的基础上对散体材料桩单桩承载力公式进行了修正,修正后的公式更符合散体材料桩鼓胀破坏机理,且更接近工程实践观测的结果。     

全方位高压旋喷注浆工法的工程试验

结合国内首次引进的全方位高压旋喷注浆工法（MJS）的设备,介绍了设备的构造和施工原理。通过工程试验,对垂直旋喷桩和45°旋喷桩施工进行土体变形和孔隙水压力的监测和分析,为今后在特殊工况下该工法的施工提供了依据。     

地铁隧道运营中复杂软土地层的动力响应

随着滨海城市地铁与地下空间开发在广度和深度上的发展,软土地层中地铁运营对周围岩土环境带来的力学问题备受关注。文章采用可以描述土体循环交变荷载作用性质与长期累积变形特性的移动硬化弹塑性本构模型,建立有效应力框架下的水-土耦合有限单元-有限差分数值模型,并选取合适的轨道基床振动荷载,对埋置于复杂软土地层中的苏州地铁一号线运营中轨道振动荷载长期循环作用下隧道周围土体动力学响应进行分析研究,包括土体有效应力响应变化特征、超孔隙水压发展规律以及地层沉降等。随着地铁振动荷载循环次数增加,土体沉降位移与超孔隙水压持续增大直到稳定状态。其发展规律表明,地铁运营振动荷载对周围岩土环境影响范围大,持续时间长。尤其是渗透性较小的软土地层,长期循环荷载作用下土体累积塑性变形引起的地层沉降稳定性成为地铁隧道运营不可忽略的重要问题。本研究可为地铁隧道运营中的地层环境安全与稳定性评价提供一种合理有效的分析预测方法。     

杭州地铁1号线盾构掘进对周围土体扰动分析

文章以杭州地铁1号线红普路站—九堡站区间段右线隧道盾构掘进为工程背景,对盾构掘进过程中周围土体的变化情况进行了试验性监测研究,其监测内容包含地表沉降、分层沉降、水平位移和孔隙水压力。通过监测数据分析表明:地表沉降主要集中在盾构通过前接近监测断面和盾尾离开监测断面这一期间;在盾构通过时,隧道盾构外侧土体存在明显沉降,而在盾构通过前、后,土体均有不同程度的隆起,并且横向水平位移较大,受挤压效果明显;盾构切口到达和盾尾离开时,孔隙水压力都会出现突然增大随后迅速减小的变化规律,反映了土体挤压、恢复和松弛等扰动状态。     

超深水泥土搅拌桩技术与应用

超深水泥土搅拌桩施工工法作为一项新的土体加固工艺技术，与其它施工方法相比，具有施工时间短、占地面积小、施工噪音低、震动小、加固深度可达60m、对周围地下结构和地基的挤压作用小等特点。本文介绍和分析了超深水泥搅拌桩的施工难点、质量控制措施、关键施工技术，以及在轨道交通工程中的应用。     

桩土效应对桩柱式桥墩地震响应的影响分析

文章以桩柱式桥墩为研究对象,建立桥墩有限元动力分析模型,采用反应谱法计算分析考虑桩土效应和不考虑桩土效应时桥墩地震响应的差异,并以土体性质和桩长为参数,分析土弹簧刚度及桩长的变化对地震响应的影响。研究结果表明:桩土效应对桥墩地震响应的影响不可忽略,不考虑桩土效应时,墩底的内力偏安全,墩顶位移偏危险;随着桩长的增加,墩底横向剪力和弯矩减小,变化幅度随土体比例系数m值及墩高的增大而减小。     

软土地基单桩荷载传递及沉降研究

本文提出了一种计算软土地基中单桩荷载传递及沉降的实用计算方法－－考虑桩压缩性的位移协调法「１」。该方法假定桩的弹性压缩量与桩侧土的位移协调条件，可考虑土的成层特性及桩－－土之间的非线性滑移，并针对不同地基土弹性模量、桩长和桩径等进行了单桩荷载传递与沉降分析，且以多根单桩静载荷试验对该方法进行了校核，证明该方法切实可行。     

衬砌弹性模量对圆形隧洞动力响应的影响研究

基于Biot理论,分析研究了衬砌与饱和土体弹性模量之比的变化对衬砌隧洞动力响应的影响.假定隧洞衬砌为弹性体,土体为饱和多孔介质,结合边界条件及连续条件,通过傅立叶变换得到频率-波数域中衬砌和土体的应力、位移和孔隙水压力等动力响应解答,最后用傅立叶积分逆变换得到时-空域中圆形衬砌隧洞在移动环形荷载作用下的动力响应的数值解...     

湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理研究

为研究湿陷性黄土与地铁地下结构相互作用机理,文章基于黄土地区地铁工程经验,通过理论分析探讨了地铁工程地基承载力工作原理、黄土地层中地下结构的土压力作用原理等,指出了地铁结构作为地下中空构筑物与一般工业与民用基础的区别;通过实例计算研究了地铁结构基底压力、黄土湿陷引起的结构侧向土压力及顶部土压力变化规律。研究结果表明:1)地铁地下结构工作原理不适用于地基土体侧向滑移并被挤出的传统与经典地基承载力理论,它产生的基底压力小于原基底土的自重压力,类似于地基与基础设计中有利的补偿性基础;2)黄土饱和浸水湿陷瞬间,土的抗剪强度是饱和快剪指标,其侧压力系数趋近于1.0,设计时应予以考虑;3)黄土地层中如隧道洞身范围土体发生湿陷变形,隧道顶板所受的竖向土压力值较未发生湿陷变形时显著增大,设计时应予以考虑。     

基于实测数据统计的盾构隧道土压力分布规律研究

盾构管片所受土压力大小与盾构隧道施工过程中同步注浆、盾构机姿态、管片及地层刚度等因素紧密相关,上述问题的复杂性决定了已有理论公式和经验方法并未较好地反映盾构管片实际受力状态。文章通过收集35座盾构隧道的52个典型土压力监测断面实测数据,基于实测数据统计分析了盾构隧道土压力分布规律和影响因素。结果表明:(1)盾构管片所受土压力在0~400 k Pa之间的占样本总量的90%以上,经验注浆压力取0.3~0.4 MPa较为合理;(2)管片所受土压力与埋深近似呈指数关系,最大土压力与稳定土压力差值随埋深增大而减小;(3)侧压力系数λ范围为(0.5,2.3),部分超出了规范推荐的Ⅵ级围岩(0.5,1.0)取值区间,直接沿用规范建议值有失稳妥;(4)管片所受土压力与管-土刚度比近似满足二次函数关系,管-土刚度比ψ=1.0时,管片受力最为合理;(5)粘土地层管片所受土压力时空分布具有典型的4个阶段,即拼装阶段—注浆影响阶段—固结收缩阶段—土压力回升阶段,环向土压力具有不对称分布特性;砂土地层土水压力监测曲线分别呈"弱衰减脉冲式波动"和"双驼峰"分布特征,稳定后环向土压力对称分布特性显著,水压力具有"下大上小"的灯泡型分布形态。其结论可为研究盾构隧道土压力作用机理及管片设计方法的完善提供参考和借鉴。     

天津海河沉管隧道岸壁保护方案研究

沉管隧道沉放前所进行的基槽浚挖往往会对护岸结构、防汛设施及临近建(构)筑物的安全构成影响。因此,岸壁保护已成为沉管隧道设计关键技术之一。介绍了沉管隧道岸壁保护结构常用的结构形式以及国内外典型岸壁保护结构的设计经验。根据天津滨海新区海河沉管隧道的地质及场地特点,通过比较分析,建议采用格构式地下连续墙和搅拌桩重力式挡墙相结合的岸壁保护方案。     

水泥搅拌桩水泥土强度特性试验研究

文章通过对某沿海高速公路的软土地基进行水泥搅拌桩固化试验,测试其桩体水泥土的重度和无侧限抗压强度,分析水泥搅拌桩强度的影响因素,统计得到了以14 d和28 d强度预测90 d强度的公式。研究结果表明:水泥土重度比未加固前约增加1.6%~6.1%,水泥土强度随固化龄期和水泥掺量的增长而增大,随土体含水量的增大而降低。     

超深搅拌桩施工技术及应用

详细介绍了上海轨道交通9号线二期工程源深路中间风井施工中超深搅拌桩加接钻杆的施工技术、工艺及监测结果。应用60m超深搅拌桩进行土体加固取得成功，从而在地基加固工程中的应用越来越广泛，是一种很有推广前景的施工工艺。     

预应力混凝土管桩在深圳沿海地区的应用

本文综合介绍了预应力混凝土管桩在深圳沿海地区的应用概况，详细阐述了预应力混凝土管桩沉桩过程中各相关参数的选定和注意问题。同时，根据施工经验介绍了在特殊地质条件下，沉桩方法及相应的措施。     

上海外滩通道超大直径土压平衡盾构施工技术

针对上海外滩通道圆隧道工程的特点及施工难点,介绍了通过采取隔离桩、土体改良以及控制盾构正面土压力等一系列有效的施工技术措施,使直径14．27m土压平衡盾构顺利下穿外滩万国建筑群及外白渡桥、轨道交通2号线、南京东路人行地道和北京东路人行地道等建（构）筑物,为今后超大直径土压盾构施工提供借鉴。     

不同位置的加筋材料对桩-网复合地基桩土应力的影响分析

为了分析加筋垫层铺设位置对桩土应力的影响,文章通过加筋材料的铺设位置、厚度,分别对桩-网复合地基桩土应力进行了连续观测。结果表明：在垫层底面加筋材料加铺层数相等的条件下,加筋材料的铺设位置对复合地基的桩顶土压力和桩间土表面土压力影响有限;加筋材料铺设在垫层以下不同位置,桩-网复合地基中桩土应力比增加;填土高度为10～100 cm时,加筋垫层顶面桩间土内的土压力平均值随垫层厚度增加而提高。通过模型试验,为经济合理地设计桩-网结构提供科学依据。