浅覆土大断面小间距矩形顶管施工的环境效应

深圳华强北至华新地铁站区间通道工程采用矩形顶管机施工,具有大断面、小间距、浅覆土、上穿地铁隧道、下穿多条地下管线、多条顶管平行施工等特点。文章通过建立数值模型,对注浆压力和机头作用的模拟方法进行了讨论和改进,分析了顶管施工对周边环境的影响。计算结果表明,矩形顶管施工引起的地表沉降槽同样符合Peck公式,土体损失在地层位移的形成中起主导作用;随着多条顶管先后施工,地表沉降槽从V型分布向W型分布转变,地铁隧道竖向位移不断叠加;管棚的支护作用有效减小了地表变形和地下管线变形。     

软弱地层中大断面矩形盾构法隧道密封垫防水性能试验研究

矩形盾构法隧道具有空间使用率高,可进行浅覆土、长距离曲线掘进施工的特点,为地下连接通道的建设提供了新的建设方法,具有广泛的应用前景。以上海虹桥临空11-3地块地下连接通道工程为背景,结合矩形盾构法隧道的变形特点,对工程中所使用的弹性橡胶密封垫开展了防水性能试验。与大深度圆形盾构法隧道相比,矩形盾构法隧道埋深浅,不同于以往追求弹性橡胶密封垫的最大防水能力,本次从弹性橡胶密封垫适应变形的角度开展了相关试验;依据试验结果确定了弹性橡胶密封垫的硬度,工程实践表明隧道防水性能良好。     

考虑地基刚度不均匀影响的沉管隧道接头变形分析

沉管隧道接头是整个结构中最薄弱的环节,其刚度及变形特征对结构安全至关重要。当隧道下卧地层刚度不均匀时,接头变形将更加复杂,因此有必要对沉管隧道在不均匀地层条件下的接头特性进行深入分析。文章基于某沉管隧道工程,建立了三维精细化有限元模型,进行沉管隧道接头部件分析计算,对钢剪切键及混凝土剪切键的力学特性进行了深入研究,得到其剪切刚度取值。之后利用上述研究成果,建立三维壳-弹簧沉管管节模型,对隧道整体变形情况进行分析。考虑地基的不均匀性,进行多工况计算,分析沉管隧道接缝变形情况,验证接头结构的可靠性。     

城市下穿式矩形框架隧道的力学分析

文章基于结构-荷载理论对城市下穿式矩形框架隧道进行结构模型简化,同时利用有限元软件ANSYS对隧道进行了结构力学分析。分析结果表明矩形框架隧道在拐角处受力最不利,需在结构的设计及施工中根据结构截面强度验算进行配筋加厚处理,以保证隧道结构的安全。     

地铁隧道断面变形检测系统数据处理及计算的研究

地铁隧道断面变形检测是隧道健康监测的重要内容,对保证隧道结构安全极为重要。本文针对隧道断面变形检测设备采集数据的处理及计算方法进行研究。根据隧道断面变形机理,建立隧道检测模型为带转角的椭圆;针对隧道表面干扰物对拟合椭圆的影响提出通过数据粗处理和精处理来剔除异常点,并设计了数据处理流程和具体计算方法;在上海地铁隧道内进行...     

叠交隧道设计参数对既有隧道稳定性影响的动态模拟研究

在既有隧道下方新修隧道,其间距及交叉角度是影响工程稳定性的重要设计参数。为研究不同间距及交叉角度对既有隧道的影响,文章基于ABAQus平台,利用Python语言编程建立能够模拟间距及交叉角度动态变化的参数化模型,分析不同间距及交叉角度对既有隧道关键点变形的影响规律;基于Matlab语言编制有限元优化分析计算程序。以既有隧道关键点变形最小作为优化目标,对建立的动态模型进行计算,提出了适合于依托工程建设的间距及交叉角度的最优组合;将优化计算结果与工程现场监测数据进行对比。验证了文章计算结果的有效性和计算方法的优越性。其研究成果丰富了叠交隧道施工影响的仿真计算方法,对类似工程的设计和施工具有一定的指导意义。     

地震荷载作用下运营隧道的受力性状分析研究

文章为了获得在地震与车辆耦合作用下的隧道结构变形与应力分布情况,建立了三维有限元数值模型进行动力学分析计算.通过计算与分析表明:隧道地铁结构的最大变形值(28.05 mm)发生于地震峰值加速度时刻,其位于隧道的仰拱底部;在地震峰值加速度时刻,隧道结构产生最大的水平向剪应力,这在隧道工程设计中应引起重视.     

隧道逃生管道设计中的圆管冲击计算

针对隧道施工中的塌方事故,进行了隧道逃生管道系统设计的研究。首先进行了隧道中块石下落对圆管的冲击计算,考虑弹塑性变形,计算了两球形碰撞时的冲击力。进一步进行了圆管撞击大变形和破坏的计算,从而得到圆管凹陷变形值。取不同钢管厚度和不同岩石刚度进行计算的结果表明,圆管厚度越大,或者岩块刚度越小,凹陷值越小。初步设计中,取钢管直径为0.82 m、厚度为10 mm,隧道内直径0.5 m块石下落引起的圆管凹陷计算变形值约为直径的1/4,在允许范围之内,即不影响人员逃生通过,因而认为是安全的。计算结果为隧道逃生管道的设计提供了依据。     

双线盾构隧道近接下穿既有隧道结构沉降变形与施工节点控制分析

城市新建地铁隧道穿越引起既有隧道变形的规律是工程领域研究的热点。文章依托某新建盾构隧道近接下穿既有盾构隧道工程,对施工全过程的实测数据进行整理,结合数值模型计算结果,重点分析了新建左、右线依次穿越过程中既有双线隧道沉降变形规律,进一步对阶段受扰动土体稳定性进行分析。结果表明:(1)时间维度上,穿越过程中既有结构竖向变形趋势与施工阶段具有一一对应关系;(2)距离维度上,隧道结构变形随着距穿越中心距离减小而增大,规律与模拟结果一致;(3)根据既有隧道变形量及变形速率,穿越开始阶段可作为沉降控制的关键节点;(4)既有隧道穿越中心区域沉降量远小于模拟值,实际沉降变形实现重新分布,验证了施工关键节点控制的有效性和结论的准确性。     

城市地铁越江隧道上浮引起的土体变形分析

文章基于盾构隧道统一土体移动模型基本假定,建立了隧道上浮作用下的两圆顶部相切土体移动模型;利用Melan公式计算得出了隧道上浮引起的土体变形(上浮力作用下的土体变形,再叠加土体损失引起的土体变形)二维解;应用ABAQUS有限元分析软件,结合在建南昌地铁1号线抚河桥区段工程,建立计算模型,对隧道上浮引起的土体变形进行了模拟计算。结果表明,推导的土体变形二维解与数值模拟结果比较吻合;越江隧道上浮引起的土体变形规律是河底表面呈"倒沉降槽"形,深层土体呈"双弓"形,且其幅度随距隧道轴线距离增大而减小。     

自锚式加固结构对滑坡区隧道的治理效果研究

滑坡区隧道存在变形破坏等病害,文章采用自锚式新型加固结构对位于深厚滑坡体滑面上部附近的隧道进行加固处置,并通过理论计算和数值计算就自锚式加固结构的加固效果进行研究分析。理论计算结果表明:采用新型加固结构后,隧道内力分布更加均布合理,变形也得到了有效的约束,验证了新型加固结构具有良好的加固效果。数值计算结果表明:采用新型加固结构后,隧道内力分布更加合理,最大主应力明显减小,应力集中区消失,同时变形也得到了有效的约束;新型加固结构的作用范围仅体现在隧道围岩及下部岩土,滑坡最终将发生越顶破坏,验证了自锚式新型加固结构只加固隧道而不治理滑坡的加固理念。     

某市地铁3号线隧道几何尺寸及注浆加固效果影响分析

为了减少甚至避免盾构隧道横断面变形超限现象,需提前采取注浆加固控制措施予以控制。文章以穿越淤泥质土层的广东某市在建地铁3号线隧道为对象,针对隧道14~21m不同埋深,采用三维有限元实体模型,对三种不同隧道内径和四种不同管片厚等参数共43个工况进行建模计算,分析隧道几何尺寸及注浆加固效果对隧道横断面变形的影响。     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响，采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型，基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法，提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例，分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征，研究表明：既有隧道变形呈“凸”形，最大变形量位于锚塞体正下方附近，且随着与锚塞体距离的增大，隧道变形逐渐减小，最终收敛；既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大；Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下，隧道整体处于安全状态；Ⅴ级围岩条件下，隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值，需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。     

冻结法隧道施工引起的地表移动及变形预测

文章将冻结法隧道施工中引起的地表移动及变形视为一随机过程,应用随机介质理论建立随机介质模型,对冻结、开挖和解冻三个阶段地表移动及变形预测进行了计算分析。分析结果表明,该计算模型具有一定的实用价值。     

大断面矩形顶管隧道衬砌结构病害防治研究

大断面矩形顶管隧道施工在城市地下空间施工中得到广泛应用,但其衬砌结构病害日益突出。为了防治大断面矩形顶管隧道衬砌结构病害,分析隧道大断面矩形顶管施工风险,探讨大断面矩形隧道沉降、姿态控制重难点,阐述隧道衬砌混凝土施工常见病害的分类及成因,提出隧道衬砌混凝土施工病害的防治措施,讨论大断面矩形隧道顶管顶进施工技术发展趋势,为实际工程应用提供理论和技术指导。     

土质浅埋隧道设计基本问题探讨

隧道工程作为特殊的岩土工程,现有资料缺乏对隧底受力变形的研究。土质浅埋隧道由于承载力较低,受力后变形较大,明确其基底承载力及变形机理具有重要的工程实际意义。本研究借用建筑基础设计方法,对隧道基底承载力和变形问题进行了探讨,提出了土质浅埋隧道基底承载力及基于弹性压缩变形的基底变形计算公式。对隧底承载力计算分析结果表明,一般情况下,隧底不存在承载力不足的情况;同时针对隧底不同时期沉降对隧道工程的影响,可采用不同的控制措施:二次衬砌施作前基底沉降不予处理,二次衬砌基底变形采用预留安全空间处理,工后沉降按路基沉降标准控制。     

隧道-洞口滑坡平行体系受力变形模式与计算方法研究北大核心CSCD

我国目前对隧道-滑坡工程的设计尚无可供参照的行业标准,尤其是滑坡洞口段隧道缺少相应的计算理论。文章首先以平行体系中隧道-洞口滑坡为研究对象,通过归纳总结滑坡地段隧道衬砌的病害特征,构建了相应的工程地质模型;然后将剩余滑坡推力视为导致隧道变形破坏的直接原因,通过荷载传递规律得到作用于隧道结构上的附加荷载,将其与围岩压力叠加推导出了隧道外荷载的计算公式;接着采用弹性地基梁理论,推导出滑坡推力作用下的隧道内力计算方法,从而得到隧道-洞口滑坡的受力变形模式及计算理论;最后通过模型试验对其合理性进行了验证分析,结果表明该方法与实际工程相符,能够为滑坡地段洞口隧道的设计提供参考。     

基于向量投影响应面法的隧道围岩变形稳定可靠度分析

围岩变形稳定是保证隧道施工安全的重要因素,由于影响围岩变形稳定因素众多,围岩变形稳定功能函数一般为隐式或为高度非线性,而采用向量投影响应面法可使计算简化且精度可得到保证。为了应用可靠度理论判定围岩变形稳定性,文章以Mohr-Coulomb强度理论作为围岩屈服条件求得的圆形隧道围岩位移解析解作为围岩位移函数,将圆形隧道毛洞围岩表面刚好达到剪切塑性极限时的洞顶沉降位移作为围岩变形的极限位移,建立了圆形隧道围岩变形稳定功能函数。利用向量投影取样法,通过响应面函数的梯度投影确定取样点,求解响应面函数,再用一次二阶矩法计算了某圆形隧道的围岩变形稳定可靠指标,并和蒙特卡洛法计算结果进行了对比,根据可靠指标对该隧道围岩变形稳定性进行了评定。     

宝塔山隧道不良地质段围岩施工稳定性分析

文章利用非线性有限元数值计算模型,对宝塔山隧道不良地质段开挖施工过程中的围岩应力及位移变化情况进行了模拟分析。结果表明,隧道围岩应力及变形均满足规范要求,处于稳定状态。     

开挖施工方式对连拱隧道中墙影响的空间分析

隧道施工过程的应力变化对其稳定性有重大影响.文章通过对金竹林连拱隧道的三维弹性计算,分析了拟定开挖工艺下隧道各阶段的应力和变形情况,并针对连拱隧道进行专题研讨,提出连拱隧道中墙受力状态的一般规律,可供设计和施工参考.