盾构隧道管片接头缩尺试验模拟方法

由于盾构隧道管片接头刚度影响因素繁多复杂，使得缩尺模型管片接头制作困难、模拟效果较差。为此，提出一种采用特制弹簧与预埋螺栓共同工作的管片接头模拟方法来模拟原型管片接头，并分别对该方法设计的模型管片接头以及原型管片螺栓连接接头的轴向、剪切及弯曲刚度进行计算分析。通过对比分析可以得出设计管片模型接头与原型管片螺栓连接接头的等效条件，在满足上述等效条件的情况下，经相似关系换算可认为缩尺模型管片接头刚度与原型管片接头刚度满足试验设定的相似关系。最后，采用堆载试验对模型管片进行可行性验证。经理论分析及模型试验表明： 提出的盾构隧道管片接头缩尺试验模拟方法可使模型接头刚度等效于原型管片接头，能较为全面地满足模拟原型管片的要求。     

大跨度隧道平行下穿既有车站旅客通道的施工风险分析

针对某大跨度隧道DK0+380—DK0+480区段从既有车站旅客通道正下方长距离平行下穿导致施工风险加大的情况,对风险源及其可能造成的危害进行分析,并通过FLAC 3D仿真计算软件建立三维模型,对隧道下穿旅客通道的安全性进行风险分析。结合相应风险控制标准,得到以下结论:(1)软弱围岩地层条件下,大跨度隧道长距离平行下穿车站旅客通道时风险较高,故在加强监控的同时必须采取有效加固、支护措施来保证隧道安全;(2)隧道在近接车站旅客通道的情况下施工,通道顶部最大变形量为7.84 mm,底部最大变形量达到7.76 mm,故必要时应对通道周边土层采取进一步加固措施以保证旅客通道安全正常运营;(3)隧道开挖后,通道顶部竖向应力整体呈现增大趋势,最大增幅达76.8%,而底部则出现一定应力松弛现象。     

上软下硬地层支护与围岩不密贴数值研究

隧道工程中支护与围岩不密贴现象较为普遍。目前对隧道的数值研究大都假定支护与围岩密贴,且不考虑接触面影响。该假定会使得计算结果产生一定的误差。针对这类问题,运用FLAC5.0有限差分软件,以上软下硬地层中浅埋隧道为例,采用接触面单元对支护与围岩不密贴现象进行模拟计算,研究其对隧道稳定性的影响。计算结果表明,采用接触面单元模拟支护与围岩接触,更符合工程实际;当支护与围岩存在间隙时,围岩位移增大较大,支护内力变化不大,能为设计与施工提供更好的指导。     

含壁后空洞盾构隧道管片安全分析

为探究空洞对盾构隧道的影响机理,通过建立考虑环、纵向接头的盾构隧道精细化数值模型,研究不同空洞深度、面积、位置等多种情况下管片内力、变形及截面安全系数的变化规律,并探讨管片不同拼装点位对含壁后空洞隧道的影响。研究结果表明：隧道壁后不同位置空洞对结构安全不利影响的排序为：隧腰>隧底>隧顶;空洞面积为5.0 m²时,随空洞深度增加,隧顶或隧底空洞中心处隧道截面弯矩及安全系数呈先减小后反向增大的趋势,且管片椭变先减小至0后反向增大,弯矩分别在空洞深0.3、0.2 m时反弯,左隧腰空洞中心处截面安全系数不断降低,管片椭变及弯矩大幅提升;空洞深度为0.5 m时,隧顶或隧底空洞中心处隧道截面弯矩均在空洞面积3.75 m²时反弯;空洞范围内存在纵缝会降低空洞中心处隧道截面内力并提升其安全系数,但其最大张开为空洞内无接缝时的2.0～3.5倍。研究成果可为盾构隧道壁后空洞安全评价、拼装点位选取提供参考。     

半刚性半盖挖体系临界施工荷载研究

深基坑半盖挖体系虽在城市轨道交通领域得到广泛应用,但为拓展施工空间,使盖板体系能承载施工及城市交通车辆荷载,梁板式半盖挖体系常演变为半刚性半盖挖体系,目前针对该体系受力与变形特性的理论研究远滞后于工程实践.因此,采用数值分析与现场测试相结合的手段,首次综合考虑盖板刚度、立柱承载力及稳定性、支撑轴力及地连墙变形等因素,对依托工程的半刚性半盖挖体系临界施工荷载及其控制因素开展系统研究.初步得出:依托工程半刚性半盖挖体系围挡内盖板行驶40 t渣土车是安全可行的,其围挡内盖板所能承载的渣土车临界施工荷载为45 t及该渣土车临界施工荷载的控制因素为盖板刚度.该分析结论对半刚性半盖挖体系的设计及施工具有较好的指导作用.     

明挖地铁隧道基坑围护桩优化方案分析

为了降低地铁围护结构的工程造价，以南昌艾溪湖地铁隧道为例，采用数值模拟结合现场测试的方法，从围护桩桩长、桩径和短桩配比等方面分析了地铁围护结构长短桩方案的可行性。研究结果表明：围护桩的水平位移随着其桩长和桩径的减小，以及短桩数量的增多而逐渐增大，但总体而言其变化幅度较小；优化方案的围护桩最大水平位移为4.59 mm;参数优化虽然会使原方案的弯矩和位移略有增大，但其仍在安全系数的变化范围内，且优化方案较原方案在经济性方面更有优势。根据数值分析结果，优化方案的参数建议设为：长桩桩长为16 m,桩径为0.8 m;短桩桩长为10 m,桩径为0.6 m;长短桩配比为一长三短。     

软弱地层浅埋隧道加固范围及强度参数的研究

针对无自稳能力及基本自稳的2类软弱地层,分别选用安全系数和地表沉降作为评价指标,采用考虑流固耦合的数值方法对加固范围及强度参数进行分析,同时根据不同埋深隧道的破坏模式,对横向加固范围进行探讨.研究表明,加固圈的厚度及强度需同时满足一定条件方可取得较理想的效果,对于非自稳地层,加固厚度以2 ～2.5 m为宜,加固圈强度提升至原地层的6倍可基本保证地层自稳;对于基本稳定地层,加固圈厚度以1.5～2m为宜,加固圈强度提升至原地层的5倍为宜;最后通过计算验证了根据地层破坏机理提出的加固范围.