地下工程平衡稳定理论再研究

目前，地下工程结构在计算分析方面主要采用传统松弛荷载理论（类似荷载结构法）和数值分析法；在合理结构构造、施工工法等方面主要采用岩承理论（类似地层结构法），这些已有理论或方法隐含“变形协调控制”假定，实际应用中往往将这些假定忽视，因而需进一步发展新的理论方法以适应实际应用的需求。在大量工程实践和试验的基础上，揭示地下工程有效承载结构层与围岩荷载转移规律之间的关联性，建立地下工程平衡稳定理论，此理论既能反映传统“松弛荷载理论”和现代“岩承理论”的基本内容，又能拓宽平衡稳定性等内容，是地下工程平衡稳定性的新认识、新理念； 同时提出能量控制技术、预支护技术、受力独立性综合技术、变形协调控制技术4项关键技术。将这些技术合理地运用到实际工程施工中，将便于利用已有或新成果分类预防和控制地下工程质量和安全，为解决新型地下工程问题提供新的依据。     

基于不同固结度下地铁运营引起的地基土动力响应分析

地铁运营时,地基土会在列车荷载-轨道系统相互作用下产生扰动。基于此,文章建立了列车荷载竖向振动模型,计算得到了地铁隧道仰拱处的荷载随时间的变化规律;并采用三维有限元法分析了受施工影响下杭州地铁1号线某区间列车运行引起的地基土振动响应。结果表明:随着地表土体与隧道中心线距离增大,地表振动出现滞后性,且强度逐渐减弱;隧道纵轴线上,位于隧道上、下方不同深度处地基土的振动规律具有一定的差异;初始固结度越小,地表的振动响应越大,而隧道下方的土体受施工扰动的影响则较小。考虑地铁施工的扰动影响对合理分析地铁运营期间的环境振动具有重要意义。     

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...     

MJS联合微扰动注浆在地铁隧道收敛变形整治中的应用研究

为进一步提升运营地铁隧道收敛变形的综合整治效果,提出MJS联合微扰动注浆整治技术,并应用于杭州某运营地铁隧道收敛变形整治施工工程。通过分析整治施工前后隧道变形动态跟踪的监测数据与隧道断面扫描成果,探讨联合整治对于隧道变形的整治效果,总结微扰动注浆施工引起隧道收敛的变形规律。研究结果表明：MJS联合微扰动注浆施工对于地铁隧道收敛变形整治效果显著,有效解决注浆结束后隧道收敛二次回弹及注浆期间隧道产生附加变形的问题;微扰动注浆施工应重点保证前两次注浆的施工质量,并控制同一注浆孔位间隔时间。     

架桥机滚柱轮结构最佳空心度研究

以某架桥机中使用的圆柱滚子轮系统为研究对象,针对滚柱轮结构中等效和接触应力的边缘效应,提出了采用空心滚柱轮的设计方案,以降低其边缘应力。采用有限元分析方法,对不同空心度下的滚柱轮最危险区域的等效应力和接触应力进行了详细计算。计算结果表明:对于等效应力,滚柱轮的最佳空心度为42%;对于接触应力,滚柱轮的最为合理的空心度为50%。综合考虑等效应力最小及接触应力的合理分布,滚柱轮的最佳空心度范围可取为42%~50%。     

双线平行盾构掘进对邻近浅基础建筑物影响理论分析

为解决双线平行盾构隧道施工对邻近浅基础建筑物的变形及弯矩变化的影响问题,并对实际掘进工况给出施工建议,利用Sagaseta纵向地表变形计算公式,推导出双线平行盾构掘进影响区内浅基础建筑物地基、基础和结构协同作用的力学模型,分析得到浅基础框架建筑物变形以及弯矩变化规律。研究结果表明:盾构隧道掘进区内,浅基础框架建筑物的弯矩大小随着开挖面的靠近逐渐增大,开挖面到达建筑物正下方附近时达到最大值,之后又逐渐减小;建筑物倾斜率越大,梁端弯矩和底层柱对基础的约束弯矩也越大;双线平行盾构先后掘进相比同时掘进引起的建筑物倾斜更小、沉降变化更加缓和,框架结构及基础梁的弯矩更小,且随着先后掘进开挖面距离的增大,弯矩变化曲线逐渐由V型转变成W型;建议双线平行盾构施工时尽量避免同时掘进,并进一步加强对建筑物首尾沉降差及倾斜率的监测。     

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。     

城市地下工程盾构施工风险分级管控平台研发与应用分析

为有效解决城市地下工程盾构施工风险事件高发、预警响应不及时等问题，基于风险分级管控理念，结合盾构掘进参数智能化预报警机制研究，研发了城市地下工程盾构施工风险分级管控系统平台，平台主要包括盾构掘进设备参数及监控数据全维度采集、综合信息集成、GIS图层展示、盾构掘进参数智能监控、监控量测数据智能采集、风险预测及预警管理、系统管理等模块，能够实现对盾构掘进数据超限智能预警、风险智能监控、施工风险动态管理以及成型隧道结构工后风险状态管控等功能。该平台的研发与应用，为有效解决当前盾构施工监管难度大、风险响应滞后等问题，以及对各类城市轨道交通及大型市政类工程盾构施工风险信息化智慧化管控平台建设提供参考样例。     

考虑Pasternak地基模型的基坑开挖诱发既有隧道纵向变形理论分析

邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态，引起既有隧道结构不均匀沉降，最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形，基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简化分析方法，分析软土中双基坑开挖对隧道竖向沉降的影响。对比简化理论计算与三维有限元数值模拟，结果吻合较好，由此可得： 该简化解析法精度较高并且计算简便。此外，针对基坑侧壁与隧道轴线距离、基坑开挖深度和基坑间距等不同工况，分析双基坑平行隧道、双基坑垂直隧道、双基坑斜交隧道3种布置情况下双基坑开挖对邻近隧道竖向变形的影响，分析结果反映了隧道变形的规律。