北京地铁8号线盾构施工引起周围古旧平房振动响应的数值模拟研究

以北京地铁8号线二期盾构施工工程为研究背景,针对典型工况,首先利用盾构作业面现场测试,得到盾构施工振动振源的时程曲线,并分析其频幅特性;其次对盾构施工引起的建筑物的振动响应进行现场测试。在此基础上,利用Z_soil有限元分析软件,考虑隧道结构-周围土层-建筑物的动力相互作用,以实测振源时程作为荷载输入,建立盾构施工引起周围建筑物振动响应的三维动力有限元分析模型;结合现场测试的成果,分析地铁隧道盾构施工引起的周围建筑物的振动响应规律。主要结论如下： 1）盾构施工引起的横断面上的建筑物振动响应,随距隧道中心距离的增加而呈现出衰减的趋势,但又表现出一定的波动性; 2）振动对于作业面向前的建筑物的影响较其对于作业面向后的影响要大。     

采用不同本构模型对盾构施工引起地层位移的数值模拟研究

为揭示莫尔-库伦模型和修正剑桥模型在模拟盾构施工引起地层位移的不同,以能够反映施工工况的地层损失率为控制参数,采用2种模型模拟盾构施工引起的地层位移,从机制上分析2种模型计算结果的不同,并与Peck公式的计算结果和实测数据进行对比。主要结论如下： 1）莫尔-库伦模型计算的隧道中心的最大沉降大于实测数据和Peck公式的计算结果,计算的远离隧道中心处的位移为回弹性质。 2）修正剑桥模型计算的最大沉降与实测数据和Peck公式的计算结果基本吻合,但计算的沉降槽宽度偏大。     

地质3D数字建模技术在城市地铁沿线地质条件分析中的应用

针对城市地铁沿线地质条件变化较大、现场勘察难度较大的特点,引入地质3D数字建模技术,进行城市地铁沿线地质条件分析方法的探讨。以北京市在建地铁8号线二期南段为例,进行地质3D数字建模技术的应用,应用结果表明在城市地铁跨越多个地貌单元条件下,所提出的分析方法能够较全面地分析复杂的地质规律,进行合理的地层条件统一划分。为地质条件复杂的北京地铁8号线二期南段施工设计提供了便捷的参考依据,同时也为一般性的城市地铁沿线地质条件分析工作提供了一种弥补性方法层面的探讨。     

地下水水位上升对地铁隧道结构的影响分析

在分析北京地区地下水水位上升情况的基础上,采用FLAC数值模拟方法,以拱顶埋深6 m、直径10 m的地铁隧道为例,研究地下水水位逐步回升情况下,隧道结构在位移、变形、内力(弯矩和轴力)、塑性区等方面的变化趋势和分布规律。分析结果表明,在地下水水位明显回升的情况下,隧道发生整体上浮、结构整体破坏的可能性不大,但会使隧道结构的内力(弯矩和轴力)发生变化,并且产生变形,会对地铁结构产生一定的影响。这些变化甚至有可能引起结构的开裂、渗水以及由此带来的一系列问题。因此在进行地铁、地下结构的规划、设计和施工过程中应对地下水的变化给予重视。     

隧道施工引起不均匀沉降下的砌体结构离散元分析

为了分析砌体结构在不均匀沉降下的变形和结构开裂规律,通过将砌体看成是由块体、砂浆和二者间的黏结带构成的三相复合材料,采用离散单元法建立砌体数值模型,并应用能量原理进行分析。研究了砌体结构在不均匀沉降下的裂缝发展规律和结构损伤云图,通过能量原理分析,提出了砌体结构在不均匀沉降下的静能峰值指标。研究表明, 离散元数值模拟可以分析隧道施工引起的不均匀沉降对砌体结构安全的影响,为周围施工扰动下的砌体结构安全分析评价提供了新的技术路径。     

北京地铁8号线盾构施工参数对古旧平房群沉降规律的影响分析

以北京地铁8号线二期某区间盾构工程为背景,通过对现场沉降监测结果进行分析,并将分析结果与盾构施工参数对比,研究盾构法施工中的盾构施工参数（包括掘削面稳定参数和注浆管理参数）对沉降规律的影响,总结盾构施工参数变化与沉降规律之间的关系。主要研究成果如下： 1）在盾构掘进过程中,需要从掘削面稳定和注浆质量管理2方面来实现对地面沉降风险的控制; 2）施工中实际掘土量超过设计掘土量较多的区段,地层损失率相对较大; 3）对于盾构长距离下穿古旧平房群工程,浆液总注入率在200%~350%有利于地表沉降的控制。     

地铁隧道盾构法施工对桩基变形与内力的影响

通过数值仿真试验,分析了盾构法隧道施工引起的单桩桩身变形、轴力、弯矩随不同的桩洞距离、桩端与水平洞轴线的相对位置、桩型的变化规律,对群桩进行了数值仿真试验。试验结果表明,开挖后桩身发生倾斜变形,桩身内力发生明显变化,且桩端与水平洞轴线的相对位置与桩端土性的不同对桩身内力变化有明显的影响;开挖引起的双桩的桩身内力相对于对应位置的单桩均减小,且由于前桩的遮挡作用,隧道开挖对双桩后桩的影响大大减弱。     

盾构下穿古旧平房群的沉降规律及预测方法研究

依托于北京轨交8号线某区间盾构隧道工程,基于Peck理论和预测建筑物沉降的刚度修正法,通过对现场变形监测数据的分析,研究北京旧城地区盾构施工引起的地表和古旧平房群沉降规律,并提出了适用于盾构施工下穿古旧平房群的沉降预测方法。     

北京地铁8号线隧道下穿地下管线风险分析

以北京地铁8号线隧道下穿地下管线工程为研究背景,在研究现有成果和实际管线变形监测数据的基础上,针对地下管线与隧道走向正交、斜交、平行等不同情况,分析归纳了隧道施工条件下管线的变形规律,并利用管线变形和内力预测的刚度修正法,分析研究了管线的沉降变形特性,进而利用刚度修正法对不同情况下刚性地下管线的变形和内力情况进行计算分析,讨论了地下管线变形损坏控制标准的适用性问题。     

盾构施工参数对地表沉降的因素敏感性分析

依托北京地铁8号线某区间盾构隧道工程,首先从盾构施工参数的关联性进行分析,选取4个相对独立的施工参数。之后采用灰色关联分析方法,对盾构施工条件下引起的地表沉降进行因素敏感性分析。分析结果表明,各施工参数对地表沉降的敏感性从大到小依次为土仓压力、同步注浆量、刀盘扭矩、同步注浆压力,以期对未来类似工程盾构施工参数优化和沉降控制研究提供借鉴。