先行、后行盾构不同位置施工对土体变形影响研究

基于半无限饱和土初值解,首次考虑了多种施工因素和先行、后行盾构位置及施工间隔不同对后行隧道土体二次扰动的影响,修正了现有饱和土双线盾构施工引起的土体变形计算公式,建立了先行、后行盾构任意空间位置动态施工的修正力学模型,并结合典型的伦敦饱和黏土工程案例进行验证分析.研究结果表明,修正后的土体变形解和Mindlin解、丁智...     

盾构施工对土体应力扰动过程的三维数值分析

基于比奥固结理论,应用ABAQUS软件,建立了包括盾构管片、注浆层、注浆压力、开挖面推力等参数的盾构施工三维有限元计算模型,并对模型进行了验证.采用分步开挖的方法模拟盾构施工对周围土体的应力扰动过程,计算并分析了主应力大小、方向以及孔隙水压力等参数,分析结果表明:盾构施工对周围不同区域土体有加载或卸载作用,从而产生正的或负的超孔压;在土层渗透系数较小时,盾构施工之后土体中仍存在较大的超孔压,造成土体长期固结变形,使管片荷载随时间增大;采用三维流固耦合有限元计算方法可合理模拟含水地层的盾构施工过程.     

循环荷载作用下饱和软黏土海床的刚度衰减模型研究

在地震和波浪等循环荷载作用下,海床内部产生循环应力、循环应变以及超孔隙水压力累积,可能造成饱和软黏土地基强度和刚度的降低,对桩基础的承载性能产生较大的影响.将反映土体软化特性的参数引入等效黏弹性模型中,建立考虑循环荷载作用下饱和软黏土刚度衰减以及动应力-应变非线性和滞回性的修正模型,基于动三轴试验结果反演获得饱和Kao...     

饱和软黏土循环累积孔压模型及地铁隧道路基长期沉降计算

不同围压和固结方式下,在进行上海地区第4层饱和软黏土不排水循环三轴试验及累积孔压影响因素分析基础上,引入修正动偏应力水平,建立循环累积孔压显式模型;并利用循环三轴试验结果验证模型合理性。提出交通荷载作用下软土地基长期运营沉降分析方法,并应用于上海地铁隧道路基长期沉降预测。该方法采用拟静力有限元计算循环累积塑性变形和孔压显式模型相结合的方式,所需计算参数易于确定;对其他循环荷载作用下软土地基长期沉降预测有借鉴作用。     

盾构施工扰动引起隧道固结沉降的估算方法

以上海地铁为背景,探讨施工扰动造成隧道固结沉降的估算方法.将问题简化为平面应变问题;采用无量纲参数η和D反映盾构施工的松动效应与挤压效应,认为隧道沉降是松动效应与挤压效应共同作用的结果.采用镜像法对地层损失(松动效应)造成的隧道上浮量进行研究;采用柱孔扩张理论对挤压效应造成隧道固结沉降量进行研究,通过计算土体中各点应力增量得到各点的超孔隙水压力,进而得到挤压效应造成的扰动范围H;通过分层总和法计算挤压效应造成的隧道最终固结沉降量;利用平均固结度得到t时刻固结沉降量;将松动效应与挤压效应造成隧道竖向位移相加,得到施工扰动造成隧道固结沉降量.结果表明:地层损失造成的隧道上浮量与参数η成正比;挤压效应造成的隧道固结沉降量与参数D成指数关系;当D＜0.3ln(1.34η+ 1.31)时,隧道表现为上浮;当D＞0.3ln(1.3 4η+1.31)时,隧道表现为下沉.     

真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法

地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力,但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上,按照堆载预压沉降计算方法进行的.因此,研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义.对负孔隙水压力下的典型饱和软黏土样进行三向固结试验和标准固结试验,并将试验结果进行对比分析.建立真空排水预压固结微分方程,...     

饱和软土地基排水固结法的流固耦合计算模型

对处理饱和软土地基时采用排水固结法进行相应的简化，提出3点假定，结合Biot固结理论，建立了该问题的流固耦合模型的控制方法，从而较好地考虑了排水条件对材料参数的影响，依据迭加原理，对地基的初应力条件进行简化，获得了体积压缩与土体骨架压力和孔压间的对比关系，并由虚功原理建立了饱和软土地基排水固结法流固耦合问题的有限元计算格式，分析了不同排水井间距的地基处理效果。     

上海地区软土的循环累积孔压模型

基于上海地区饱和软土动三轴试验成果;通过对累积孔压和累积变形影响因素及发展规律相似性进行分析,将Parr提出的循环累积变形方程进行转换,引入动强度参数并提出等效循环动应力水平概念,建立能综合考虑列车荷载循环次数、静偏应力和和动偏应力耦合作用、固结方式等影响因素的上海地区软黏士累积孔压模型.结合试验结果对模型进行验证,确定不同试验条件下模型中试验常数.结果表明:模型能够较好地反映多种因素对软土循环累积孔压影响.模型仅适用于正常固结软黏土且循环应力比大于循环应力比阈值而小于临界循环应力比的情况.为提高模型计算和预测精度,用室内试验确定模型中试验常数值时,应采用跟现场实际相符的加载和固结条件.     

饱和地基高频振动下孔压特性的数值分析

基于有效应力动力分析方法,采用FLAC2D的Byme体变孔压模型,分析饱和砂土地基在水平振动荷载作用下的孔压上升过程,分别考虑了振动频率为20、25、30和40 Hz 4种工况,初步总结了饱和砂土地基在不同频率振动处理后土体孔隙水压力分布的变化规律,分析地基孔压变化和振动频率之间的关系,以考察采用高频振动提高饱和砂土地基加固效果的可能性.     

地铁列车作用下软黏土的动力响应试验研究

土体动力特性的研究对地铁列车荷载作用下软黏土地基变形的控制具有重要意义,通过对广州地铁饱和软黏土进行动三轴试验,研究土体的动强度、动应力-动应变关系和动模量特性。结果表明:(1)在循环荷载作用下,该软黏土的动强度低于45 kPa;稳定型和破坏型的ε_d-N曲线变化规律不一致;(2)在同一动应力幅值作用下,当动应变低于动应变极限值时,频率对动骨干曲线的影响较小;(3)其他条件相同时,在振动中期,频率对动弹性模量的影响较小;在振动后期,动弹性模量的衰减程度随频率的增大而增大;土体动弹性模量随动应力幅值的增大而增大;(4)最后通过Hardin-Drnevich模型验证本文基于实验数据得到的新的归一化的试验参数是合理的,且新模型参数可为该地区同类地铁工程的软黏土动力特性研究提供参考。     

强夯加固软土地基机理的有限元分析

利用三维有限元法模拟强夯软土地基过程，对饱和土结构在受夯击时的变形及渗流情况进行分析，计算在夯击过程中地基内应力、位移、孔隙压力的变化，分析地基表面因夯击而引起的沉降位移和接触压力。结合现场实例分析对比，证明强夯加固软土地基完全可以用三维有限元程序进行精确模拟。试验数据及有限元模拟结果说明只要在能够确保人工排水体系的可靠运作，强夯垫层完全可以用粉细砂来取代，即在饱和软土地基强夯法加固过程中使用“无垫层”技术。与传统的强夯技术相比，强夯联合塑料排水板加固地基方法可以在不破坏土体原有结构的基础上实现加固饱和软土地基的功效。     

大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置对列车走行性影响的研究

梁端伸缩装置是大跨度桥梁的重要组成部分,是容易受损的构件之一,对高速车辆的走行性影响较大。本文针对大跨度铁路桥梁梁端伸缩装置,建立结构动力分析的有限元模型,通过多工况车-桥(线)耦合振动计算,分析梁端伸缩装置自身变形、安装误差及梁端折角等因素对列车走行性的影响,提出车辆平稳性和乘客对车辆振动感觉的评判标准,并进一步基于车辆的平稳性和乘客对车辆振动的感觉确定车速及梁端竖向折角限值。研究表明,车辆响应对梁端竖向折角较为敏感。     

深圳地区花岗岩残积土的沉降计算及现场测试分析

结合工程实例,探讨采用堆载预压进行大面积软基处理时,淤泥层下卧花岗岩残积土层固结沉降计算方法。指出室内试验得到的花岗岩残积土压缩指标是失真的,其压缩模量偏小,压缩系数偏大,计算得到的沉降量过大,其原因在于试验方法的局限性。计算分析和现场观测表明:根据原位标准贯入试验所得指标计算花岗岩残积土的沉降量更符合实际。     

京沪高速铁路阳澄湖段软土的蠕变特性和次固结特性试验研究

基于京沪高速铁路阳澄湖地区原状软土的一维固结试验,探讨该地区软土非线性蠕变变形特性。研究先期固结压力、应力水平、加荷比、加载时间以及超载预压对次固结系数Ca值的影响,得到该地区软土Ca与Cc值之间的关系。试验结果表明:该地区软土在相同的应力水平条件下,加荷比大的土样蠕变变形更小,增大加荷比可以减小次固结系数;经预压处理后,土样的次固结系数Cα与预压力p和预压时间密切相关,超载预压可以减小软土的次固结系数,进而能够有效减少工后次沉降;加载的时间间隔对次固结系数有较大影响,加载时间间隔越长,次固结系数越小,主固结和次固结的区分越不明显;次固结系数与先期固结压力无明显相关,Ca和固结压力p可用双曲线拟合;试样的次固结系数Ca与压缩指数Cc之间呈现良好的线性关系,Ca/Cc值的范围在0.018～0.035之间。     

软土路基固结沉降机理及其预测方法研究

针对软土路基沉降难以预测的实际情况,对软土路基沉降发展规律及其特点进行了深入讨论,提出了软土路基沉降发展的发生-发展-稳定-极限四阶段划分法。在此基础上,基于3种社会经济预测S型成长曲线模型,引入组合预测的思想,提出了一种预测软土路基沉降发展规律的变权重组合预测方法,并采用数学规划方法进行了求解,结合某具体工程对预测方法进行了验证。结果表明,该模型预测效果比其他单一模型具有明显的优越性,其预测曲线与实测数据曲线吻合良好,且分析方法灵活,为软土路基沉降发展预测提供了一种有效而实用的方法,具有一定的工程实用价值。     

深圳西部通道填海及地基处理工程试验研究

西部通道口岸场地原为浅海区和蚝田,场地内遍布7．0～24．0m的淤泥及淤泥质粘土,东侧和南侧海堤所处的位置海水深,淤泥厚度大,软基处理难度很大。对此分别提出了不同的软基处理方法。对外海堤(东侧、南侧)的填筑采用抛填块石,利用爆炸排淤法结合强夯法进行处理;对场坪内软基采用塑料排水板结合堆载预压排水固结方法进行处理;隔堤、海堤与场坪的过渡带采用砂石桩加固,隔堤、海堤堤身采用强夯加固。经实践证明,上述方法是成功的,值得在类似工程中推广。