强震作用下密贴交叉组合地铁车站三维地震动响应分析

基于FLAC3D有限差分软件,建立密贴交叉组合地铁地下车站结构的三维计算模型,研究强震作用下密贴交叉组合地铁地下车站结构的三维非线性地震反应特性,并与单一浅彬深埋地铁地下车站结构的地震反应特性进行比较。研究结果表明：密贴交叉组合车站结构中,由于上下层车站相互作用影响,对上下层车站的相对水平位移均具有放大作用;上层车站的加速度放大系数小于浅埋车站,而下层车站的加速度放大系数略比深埋车站的大,且变化率较大的部位均发生在密贴交叉部位;下层车站的存在,时上层车站结构的应力有一定的消弱作用,但是由于两车站结构相互作用影响,在两车站交叉部位出现应力集中,致使交叉部位应力出现明显的放大效应。     

变位分配原理在地铁密贴穿越工程中的应用

北京新建地铁10号线车站密贴下穿既有1号线车站为北京市目前最大规模的密贴穿越工程,为保障既有线正常运行,要求下穿站施工引起的既有站满足沉降量小于3mm。结合平顶直墙CRD+多重预顶撑施工工艺,依据变位分配原理及数值计算结果,分析既有车站结构的变形特点及沉降规律,并以此制定了既有车站结构的分步变位控制标准;采用自动化与人工监测相结合的方式,将控制标准根据施工步序分解使用,分阶段控制工程自身及既有公主坟站的变形;对比分析计算值与实测值,实测值略大于计算值,但两者的沉降分布曲线大体一致,且各测点最终累计沉降值均满足3mm沉降控制指标。分析结果表明,变位分配控制原理在地铁密贴穿越工程,尤其是沉降控制标准严格的穿越工程中具有较高实用性,可为以后类似工程提供技术支持。     

地铁上穿工程中既有隧道结构周围土体注浆加固范围研究

依托北京地铁4号线西单车站上穿既有1号线区间隧道工程,采用数值模拟方法,对地铁上穿工程中的既有隧道结构周围土体合理注浆加固范围进行研究.研究结果表明:注浆宽度保持不变的情况下,随着加固深度的增加,既有隧道结构的上浮变形值逐渐减小,对既有隧道结构的合理加固深度为13.5m(加固深度达到既有隧道结构的底部)时,即可将既有线结构的上浮变形控制在安全的范围之内.加固深度hz≥18.0m时,对既有隧道结构的上浮变形值的控制不再起作用;注浆深度保持不变的情况下,随着加固宽度的增加,既有结构的上浮变形值逐渐减小,合理的加固宽度取值为6.0m.     

场地类别对装配式地铁车站结构地震响应的影响

为研究装配式地铁车站结构在不同场地条件下的地震响应,基于有限元软件,建立地层-装配式地铁车站结构三维静动力耦合非线性有限元分析模型,分析不同场地类别、不同地震动峰值加速度以及竖向地震动条件下装配式地铁车站结构的地震响应,并给出装配式地铁车站的加速度、变形、应力及塑性损伤的变化规律。分析表明： 1）场地类别由Ⅱ类变为Ⅲ类时,车站结构顶底间最大相对水平位移与接头张开角逐渐增大,且增长幅度变大,但接头张开角仍较小(<0.10°),验证了接头的稳定性和安全性; 2）在Ⅲ类场地条件下,拱腰、拱肩以及侧墙上下端附近的围护结构等位置易出现塑性损伤; 3）相比单向水平地震动,增加竖向地震动会显著增大装配式地铁车站结构的变形、应力、接头张开角及塑性损伤。总体来看,在Ⅱ类场地条件下,输入地震动峰值加速度分别为0.1g和0.2g时,结构基本处于弹性工作状态; 在Ⅲ类场地条件下,输入地震动峰值加速度为0.4g时,结构处于弹塑性工作状态且塑性区体积较大。     

放坡疏浚对海陆交接段隧道稳定性的影响研究

为了研究航道疏浚对水下隧道结构的影响,选取海陆交接处的隧道段作为分析对象,考虑隧道围岩为基于Drucker-Prager屈服准则的连续介质,利用ANSYS有限元软件分析了航道疏浚对结构变形、受力的影响,重点对航道放坡疏浚条件下放坡坡度、回淤厚度及疏浚工序等因素的影响程度进行了研究。数值计算结果表明： 航道疏浚清淤增加了沿隧道纵向的差异变形,且影响较大的水域段最大竖向位移发生在隧道顶部,而最大等效应力则出现在隧道两侧;航道疏浚放坡坡度大小除了与坡体本身的稳定性相关外,在水深一定条件下,坡度的改变对结构水域段和陆域段的影响甚微,主要影响到放坡段的结构变形和内力变化速率,实际工程中应综合经济性评价与效果分析确定疏浚坡度的取值;此外,回淤、再清淤厚度对结构变形和内力的影响也是航道规划、设计中需要考虑的主要问题。     

基于块体理论的边坡稳定性评价及加固优化

结合汶川地震灾区典型边坡工程的开挖过程,应用块体理论、矢量分析和组合论,在对岩体结构精细描述的基础上,建立了复杂地质模型,运用块体理论分析了各块体在天然、地震和爆破工况下的稳定性,并对加固锚杆的长度进行了合理优化。     

盆地面波效应作用下地铁车站动力响应分析

为探究浅埋地下结构在盆地面波效应作用下的地震反应特性,文章以北京某两层两跨箱型框架结构地铁车站为工程背景,利用FLAC有限差分软件,针对盆地面波效应作用与单一地震波作用下地铁车站的动力响应进行了分析对比。分析结果表明,在盆地面波效应作用下地下结构的动力响应有明显的放大作用,且随着地下结构深度的增加,相应部位的放大系数有所减小;在盆地面波效应作用下没有改变原有地下结构抗震薄弱点位置;在盆地面波效应作用下,地震波的地震动特性对地下结构的影响起着非常重要的作用。     

典型膨胀土路堤边坡失稳机理及控制方法研究

膨胀土路基在受到浸泡后承载力降低极易失稳。本文以广西某高速公路膨胀土路堤边坡为工程背景,采用有限差分软件对路堤边坡的失稳模式进行了模拟分析,结合现场地质条件,分析了膨胀土路堤边坡失稳机理。在此基础上,提出了反压墙和抗滑桩两种不同的路堤边坡加固方法,并基于数值模拟结果进行比选研究,确定了以抗滑桩治理路堤边坡失稳的方法。研究结果可为类似膨胀土路堤工程治理提供借鉴。     

地铁超近距交叉结构在水平地震荷载下的响应影响分析

基于FLAC有限差分软件,建立地铁车站与隧道超近距离交叉结构的有限元分析模型,在输入北京人工波的条件下,车站结构本身的动力响应都随深度的增加而减小;下穿隧道对上部车站结构的动位移及加速度响应有不同程度的减弱,且越靠近隧道部位减弱幅度越大,隧道的减震耗能现象存在于某一局部范围内;超近距离下穿隧道对上部车站结构的水平方向应力减弱效应明显,对竖向应力的减弱效应较弱.     

上穿既有隧道大直径管棚支护效果研究

北京地铁大兴机场线在上穿既有10号线盾构隧道过程中,采用大直径管棚控制既有隧道隆起。以此为工程依托,研究在大直径管棚支护下既有线的隆起变形。首先,通过分析现场实测数据,得到既有线位移随施工进度的变化规律和最终既有线竖向位移曲线,得出既有隧道隆起集中在2倍开挖区宽度内的结论。然后,通过三维有限差分法,分别建立有管棚和无管棚的数值模型,将模拟数据的既有隧道竖向位移变化与实测数据对比,验证数值模型的有效性。最后,通过对有无管棚两种工况的模拟结果对比分析,得出结论:管棚施工使既有隧道在打设管棚的阶段多发生了0.5 mm左右的沉降,但管棚可以减少既有线1.5～2 mm最终隆起值。这说明,通过采用超前管棚,可以有效地控制上穿工程中既有盾构隧道发生的隆起,研究成果可为类似上穿工程提供一定的借鉴。