高承压水条件下地铁深基坑减压降水研究

为降低高承压水深基坑工程的突涌风险,在某地铁深基坑换乘站建设过程中,通过现场抽水试验及沉降监测,借助数值模拟为基坑减压降水进行方案优化.获取了承压含水层的水文地质参数,分析预测了三维渗流场及周边沉降的时空分布规律,提出了合理的降水优化方案,对类似工程具有借鉴意义     

降水沉降对竖向受荷单桩的影响

针对地下水开采引起的地面沉降区段,研究了降水沉降对竖向受荷桩基的影响.基于单相流假设和Bishop有效应力原理,结合简化的直线型土水特征曲线,建立了反映地下水位下降桩周土饱和-非饱和沉降的数学模型.假设桩土界面极限抗剪强度随深度递增,桩土界面的荷载传递函数为理想弹塑性模型,桩端土采用双曲线模型,采用剪切位移法计算分析了...     

Numerical simulation of drawdown and land deformation in pumping-recovery tests performed on a circular excavation

A mathematical model, which not only fully couples fluid flow and solid skeleton deformation in unsaturated porous elastic media but also considers deformable diaphragm walls, is formulated in axially symmetric cylindrical coordinates for drawdown and land deformation. Based on this model, pumping-recovery tests in various conditions are numerically simulated to reveal the effects of elastic modulus of soil E and initial saturated hydraulic conductivity K_(sat0) on hydraulic head and land deformation. The heterogeneity with respect to E and K_(sat0) is separately taken into account. Large elastic modulus of soil contributes to both dewatering process and deformation control. Either large or small initial saturated hydraulic conductivity may cause relatively high groundwater table, while the larger one leads to smaller displacements.     

Strata consolidation subsidence induced by metro tunneling in saturated soft clay strata

To choose the optimum construction method of metro tunneling,we conducted research with numerical simulation on strata consolidation subsidence by dewatering,dynamic dewatering,and non-dewatering construction method,taking the integrated effects of fluid-solid coupling and tunneling mechanics into account.We obtained the curved surfaces of ground surface subsidence and strata consolidation subsidence.The results show that the quantity of ground surface subsidence is 31 mm for the non-dewatering method,39 mm...     

基于时间序列的高速公路软基沉降预测研究

简要介绍了时间序列分析的基本原理、方法及其模型的建立,通过路基沉降监测实例对模型进行了检验,并对路基沉降趋势进行了预报。预报值与实测值的比较结果表明：时间序列模型具有较高的拟合精度和预报的可靠度,可用于描述路基沉降变化规律。     

基于不同应力释放作用下小线间距隧道开挖地表沉降规律的研究

隧道开挖常常伴随着开挖面周围岩体应力的释放,而应力释放的大小与开挖面的大小、岩体的性质、地下水的埋深等多个因素密切相关。因此,在进行隧道开挖数值模拟计算时,初步估计开挖面岩体应力释放大小显得尤为重要。基于此,并结合工程实例,研究了不同应力释放下小线间距隧道开挖地表沉降规律,并与实测沉降数据相结合加以分析。结果表明,开挖面应力释放为60%时,数值模拟结果与实测结果较为接近,更能合理反映工程实际。     

Numerical Study on Groundwater Drawdown and Deformation Responses of Multi-Layer Strata to Pumping in a Confined Aquifer

Pumping artesian water from porous media inevitably reduces the groundwater head and promotes soil consolidation,which may result in regional land subsidence.In this study,a fluid-mechanical coupled numerical model is developed to investigate the dewatering-induced groundwater drawdown and deformation responses for multi-layer strata.The relation between the stratum deformation and groundwater drawdown is discussed.The results show that the pumping process can be divided into four stages.The development of vertical deformation is inconsistent with the change of the pore pressure for the strata except for the confined aquifer at the early stage of pumping.The strata expand while the pore pressures reduce.This inconsistency may be due to the large unloading in the confined aquifer at the early stage of pumping.Soil arch comes into being owing to the constraint of the surrounding soils when the large unloading occurs in the confined aquifer; this can reduce the stratum compression and cause the expansion of the layers.It can be concluded that as the pumping continues,the decrease of the pore pressure dominates the vertical deformation and results in the soil compression in all strata.     

复杂断面地铁隧道开挖优化及对建筑物的影响

基于FLAC3D,建立了复杂断面隧道和建筑物的三维数值模型,以沉降量和结构应力最小为优化目标, 对5种工法方案进行了优化,以确定最优工法.用最优工法开挖隧道,预测开挖引起的塑性破坏区,并提出有针 对性的预加固措施.在对塑性破坏区进行预加固的条件下,预测各开挖段地表和建筑物基础的沉降特征及最大 沉降量,对比分析地表沉降曲面与建筑物基础沉降曲面的差异,评价整个开挖过程中建筑物和隧道关键结构的 安全性.数值模拟结果与实测数据规律一致,为复杂断面地铁隧道开挖的环境控制提供了重要的技术支持.      

深埋隧道内超前深孔降水模型试验

针对弱胶结富水粉细砂岩极易突水涌砂导致的隧道掌子面坍塌和初期支护开裂变形, 研究了深埋隧道内超前深孔降水方法, 建立了模拟隧道内超前降水的实体模型, 分析了3种降水管和3种抽水泵功率下各时刻模型的水位面变化, 采用三轴试验分析了粉细砂岩在高含水率下的破坏状态。研究结果表明: 降水试验模型切向断面上同一标高测点处中间水头低, 两侧水头逐渐升高, 呈抛物线形式, 反映了超前深孔降水规律; 粉细砂岩在高、低含水率下均呈塑性破坏, 破坏时的轴向应变小于5%;降水过程中地层含水率从20%下降到11%时, 粉细砂岩强度、黏聚力和内摩擦角达到最优稳定状态, 实现了开挖面无水状态; 隧道内超前降水参数应采用管径为65 mm的真空降水管和抽水功率为7.5 kW的真空泵, 且降水管应布置在超前掌子面20 m的隧道两侧边墙处; 在富水粉细砂岩深埋隧道内超前深孔预先降水并辅以注浆加固, 能够实现开挖期间粉细砂岩稳定, 为隧道顺利施工奠定了基础, 也避免了大埋深隧道从地表进行深井降水的困难。      

社区建成环境对机动车行驶里程影响的空间异质性模型

为指导社区生活圈打造绿色出行环境，定量解析社区建成环境对居民小汽车行驶里程 (VMT)影响的空间异质性。基于建成环境的5D维度选取人口密度、土地利用多样性及公交站点密度等6个指标刻画建成环境，在《社区生活圈规划技术指南》的基础上，结合步行速度和非直线系数等指标差异化界定社区生活圈尺度，利用POI数据和道路网络等地理空间数据测度建成环境。以保定市居民出行行为调查数据作为实证研究数据来源，构建考虑自变量尺度变异的多尺度地理加权回归模型(MGWR)。研究结果表明：对比最小二乘回归(OLS)模型与传统的地理加权回归(GWR)模型，纳入变量尺度异质性的MGWR模型降低了残差的自相关性，且调整后R2 相比于GWR模型与OLS模型分别提高了1.8倍与6.0倍；从标准化系数来看，社区建成环境指标中，土地利用混合度和公交服务水平对VMT影响最大；社区建成环境指标中，路网密度与交叉口密度接近全局尺度，空间异质性较弱，其余建成环境变量均具有较强的空间异质性，需要进行差异化的空间设计；社区建成环境指标局部回归系数的空间分布模式呈现“中心-外围”变化趋势，与城市形态有较强的耦合。     

基于GPS的公路滑坡监测网数据处理

研究并推导了以地平坐标系为参考坐标系的GPS公路滑坡监测网数据处理模型,提出了应用聚类分析方法对拟稳点(或固定基准点)的相对稳定性进行检验的数学模型,采用拟稳平差法进行平差计算。在VC 环境下,开发了GPS公路滑坡监测网的数据处理软件系统,以此对某公路滑坡GPS变形监测网的3期观测数据进行平差计算。平差计算结果表明:GPS公路滑坡监测网的平面坐标中误差可以达到1 mm,垂直坐标可以达到2 mm,因此,提出的数学模型适合于GPS公路滑坡变形监测网的数据处理。     

Responses of the strata and supporting system to dewatering in deep excavations

In order to prevent the inrushing caused by deep excavations, dewatering measure has to be adopted to decrease the confined water level. In this study, the responses of the strata and supporting system to dewatering in deep excavations are investigated through numerical simulations and case studies. Coupled fluid-mechanical analyses are performed by the use of the numerical software, FLAC3D. The responses of the ground settlement, base heave and interior columns to the excavation and dewatering are analyzed. Numerical results indicate that the dewatering measure can effectively reduce the uplift of the subsurface soil in the excavation, and decrease the vertical displacement of the supporting system. In addition, field data of two case histories show the similar responses and confirm the validation of the numerical results. Based on the analyses, dewatering in the confined aquifer is recommended as a construction method for controlling the vertical displacement of the strata and supporting system in deep excavations.     

氯盐渍土溶陷特性试验研究

通过对氯盐渍土进行溶陷试验,研究了氯盐渍土在不同含水量和含盐量条件下的溶陷变形特性,定性地分析了氯盐渍土溶陷系数与含水量、含盐量的关系。试验结果表明:氯盐渍土随着初始含水量的增大,溶陷系数下降,同时,峰值溶陷压力和峰值溶陷系数减小;在压力增加到一定值时,溶陷系数随着含盐量的增加而增大,随着含水量的增大而减小;在盐分刚开始溶解或溶解结束阶段,溶陷的敏感程度弱,而在中间阶段,溶陷的敏感性加强。     

暗挖地铁隧道的降水施工技术

浅埋暗挖隧道施工成功与否的关键在于地下水的处理。某隧道工程实施了洞外管井降水,效果显著,创造了良好的经济效益,同时为同类地铁隧道施工提供了理论依据和经验数据。该技术值得在富含水地质条件下城市地铁隧道施工中推广应用。     

高速铁路长大坡道动车组运行性能分析方法

当动车组运行通过长大坡道时,车辆与轨道的耦合振动作用会对列车牵引制动效率产生重要的影响.为更准确地分析动车组列车通过长大坡道时的运行性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论,考虑列车牵引制动行为与线路平纵断面的影响,建立高速铁路长大坡道动车组运行性能分析模型,采用线路试验数据对模型进行验证,对比分析三维模型与传统一维模型的差...     

白露一号隧道坍塌处理研究

白露一号隧道施工过程中发生坍塌,并引起地表塌陷。根据现场情况制定了合理的处理方案,采取注浆加固、长管棚注浆超前支护等措施,成功治理了隧道坍塌并顺利通过坍塌段。     

软土地层地铁隧道施工对地下管线的影响

为减小软土地层地铁隧道施工引起的地表沉降对地下管线的影响,考虑流固耦合效应和施工效应的综合作用,根据管线允许的安全控制标准,采用FLAC3D建立的数值模型,对降水、动态降水和非降水3种施工方法进行了对比研究.结果表明,非降水施工法是控制地层固结沉降最有效的施工方法.深圳地铁1号线采用该施工方法,保证了煤气管线在施工期间安全使用.     

盾构隧道施工对富水软弱地层的扰动分析

为研究盾构隧道施工对富水软弱底层的扰动影响,以大连地铁某标段盾构隧道施工为例,首先基于修正剑桥模型建立土体本构关系,利用Shell结构单元模拟盾构初衬;然后采用流固耦合方法研究土体固结过程对盾构开挖引起软弱地层扰动问题;最后根据仿真结果与现场实测数据,绘制地表沉降对比分析曲线,给出盾构施工引起地表沉降的动态变化趋势.结果表明：孔隙水在盾构开挖完成后仍持续向隧道方向渗透,并引起距隧道较近区域的扰动趋势大于周围较远区域.本研究对提高富水软弱地层条件下盾构施工过程建模的准确性和实效性、指导盾构施工具有指导作用.     

复合型土钉墙在软弱地层基坑应用中的关键技术研究

针对软弱的淤泥质土层、粉砂性土层采用土钉墙支护存在地下渗水、基坑降水和边坡稳定难以保证的难题,在南京地铁奥体中心站施工中采用由超前支护、土钉、土体、喷射混凝土面层组成复合型土钉支护结构,配合坑外止水帷幕、坑内降水等辅助工法,既实现了土钉墙的功能,又解决了土体的隔水性、自立性,取得一定的工程经验和良好的经济效果。     

真空轻型井点降水在深埋隧道未成岩富水粉细砂层施工中的应用

真空轻型井点降水在基坑和浅埋隧道施工中应用较多,但很少在深埋隧道中应用,对其降水效果也难以判断。依托兰渝铁路桃树坪隧道洞内降水工程,通过降水管如何设计与施工对真空轻型井点在洞内降水进行了研究。实践证明轻型井点降水在深埋隧道能够达到无水施工的效果,保证了隧道开挖过程中的砂层自稳,并对后续施工提出了改进建议。对类似工程具有参考意义。