盾构隧道施工引起的地基土超孔压特性模拟与分析

考虑盾构机盾壳与自重、开挖面正面推力、盾尾空隙、千斤顶推力和同步注浆等因素,利用有限元软件模拟研究了盾构施工过程引起的周边土体超孔压,并与实测值进行对比分析,以此验证了模拟方法的可靠性。基于单层软土、中等埋深条件下的盾构施工有限元模拟,分析了超孔压随施工过程的分布特性。研究表明,施工过程中周边土体的超孔压变化明显,随着盾构机的推进先不断增大,盾构机头到达或盾尾脱出时达到最大,盾构机离开后又逐渐减小。软土层中125 d后隧道四周超孔压的衰减率约为92%。     

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。     

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.     

不同加载频率及循环应力水平对人工冻融软土动力特性影响试验研究

近年来冻结法作为一种提高土体强度的手段被广泛应用于地铁隧道施工中,然而在列车循环荷载作用下冻土融化后会产生较大变形,影响地铁列车的运营安全。基于室内动三轴试验,研究列车加载频率、应力幅值和固结压力对冻融土体动孔压及应变的影响,得到地铁列车循环荷载下冻融软土的动力特性规律。试验研究表明:冻融后土体强度显著降低,且由于列车循环荷载作用会发生更大程度的下降。在地铁不同频率荷载下,其加载频率越低,动孔隙压力值越高,冻融后软土应变增幅明显。在相近循环应力比下,固结压力比应力幅值对冻融土动力特性影响更大。同时,基于试验数据,建立地铁列车循环荷载作用下的冻融土孔压累积模型,模型预测值与试验值较为吻合。     

考虑加载时序的真空堆载联合预压地基解析近似计算方法研究

真空堆载联合预压加固软土地基理论研究滞后于实践应用。引入经典砂井地基固结方程，将单砂井地基上、下端边界假设为接近实际情况的半透水边界，考虑真空、堆载荷载的实际施加组合时序，合理界定初始边界条件，推导符合地质和施工实际情况的真空堆载联合预压工法下单砂井地基孔压、固结度及固结沉降解析解。针对一个高速铁路真空堆载联合预压加固软土地基工程项目，敲定各项参数并做简化转化，计算土体孔压时空分布规律、沉降变化规律等。计算结果与实测值对比分析表明：所获得的整个地基孔压、固结度和固结沉降计算公式，能揭示真空堆载联合预压软土地基孔压、固结度、固结沉降变化规律；可将真空堆载联合预压阶段的堆载荷载分级瞬时施加，土体的孔压、固结沉降等响应更为合理；单纯真空预压阶段，不同深度处各点孔压最终稳定在不同的恒定值；真空堆载联合预压阶段，不同深度处的各点孔压最终稳定在相同的恒定值；真空堆载联合预压阶段的堆载前期，真空荷载占主导地位，中后期堆载荷载作用才凸显出来；提出了计算参数u₀、u_tt、■、u_tl概念，并开发了这些参数的合理经验取值方法，计算结果证明了方...     

初始剪应力对软黏土峰值孔压影响试验研究

通过原状饱和软黏土不排水三轴压缩试验,着重研究了初始剪应力对软黏土静力特性的影响.试验结果表明:初始剪应力引起的各向异性对软黏土孔压影响较大,确定软黏土峰值孔压时应考虑这种各向异性的影响.最后,在试验基础上,建立了一种考虑这种各向异性影响的峰值孔压预测公式.     

铁路货车轮对压装烧轴和烧孔问题的解决

针对铁路货车轮对压装过程中出现的烧轴、烧孔现象,以美国西蒙斯自动轮对压装机为例,通过分析认为车轴及轮毂孔加工、压装过程受力不均匀或别劲、压装介质的使用是其主要原因,通过改进加工工艺、优化轮对压装工艺等措施,减少了轮对压装烧轴、烧孔问题的发生。     

深厚软土地区群桩施工超孔压试验研究

在深厚软土地区进行打桩施工时,土体中会产生较大的超孔隙水压力（简称＂超孔压＂）。通过杭甬铁路客运专线上虞北站路基下预应力管桩沉桩过程中的孔隙水压力监测试验,探讨了深厚软土地区群桩施工过程中产生的超孔压的累积及其消散规律。研究认为群桩施工对超孔压的影响范围为27.5倍桩径,且超孔压在水平和深度方向上的分布规律受土层分布的影响较为明显。通过实测与理论计算的对比,分析了各种理论的差异,可供类似地质条件下预应力管桩的施工组织借鉴。     

盾构隧道长期渗水对地表沉降及管片内力的影响

以上海地铁盾构隧道为例,建立盾构隧道渗流模型,设置不同渗流程度及水位边界条件,分析长期渗流条件下隧道周围土体的孔压分布规律、地表沉降规律和管片内力变化规律.分析结果表明:渗流越严重,孔压降低越明显,地表沉降越大;孔压、地表沉降和管片内力的变化规律一致,且在保持地下水位不变的条件下,三者达到稳定状态的时间几乎相同;渗流使管片内力发生明显改变,管片内力的改变量与渗流的严重程度和地下水位变化情况密切相关;在渗流严重且没有外部水源补给情况下,长期渗流使地下水位不断下降,导致隧道拱腰处的管片内力增加量最显著,对地铁盾构隧道的安全运营造成严重威胁.     

货车滚动轴承采用压装力—位移曲线判定压装质量的探讨

通过对货车滚动轴承压装力的理论分析和数学推导，得出了轴承压装车与位移之间的函数关系，为采用压装力－位移曲线判定轴承压装质量的方法提供了理论依据，它的使用将大大提高滚动轴承的压装质量。