均匀设计法在淤泥刚度参数确定中的应用

通过对深圳地铁12号线和平站基坑工程淤泥土层进行数值模拟计算和参数反演分析,证明硬化土模型（HS模型）除可以模拟硬土之外,对于模拟软土的土体行为也具有有效性。通过均匀设计法结合Plaxis2D有限元软件对刚度参数进行了反演分析。结果表明：均匀设计表法有效减少了参数反演分析中刚度参数取值次数和数值模拟分析次数,将有限元模拟计算与均匀设计法结合来进行淤泥土层的参数反演具有合理性;该工程参数反演的淤泥土层参考割线模量为6 MPa、参考切线模量为6.51 MPa、参考卸载再加载模量为40.6 MPa;得到了刚度参数与土体强度指标之间的一般关系式,淤泥土层刚度参数取值合理科学。     

基于土体硬化模型的紧邻铁路基坑变形分析

研究目的:控制紧邻铁路运营线的深大基坑变形,是保证既有铁路安全运营的关键。在基坑数值分析中,其关键是选择合适的土体本构模型和计算参数。本文利用反分析的手段,通过将计算结果与现场监测数据进行对比分析,初步确定本工程采用的土体本构模型中主要岩土参数的数值,该方法对类似工程有一定的借鉴意义。研究结论:(1)利用反分析的手段,得出了本工程土体硬化模型高级刚度参数与土体压缩模量Es(0.1~0.2)的经验关系;(2)利用得到的参数,计算了基坑开挖引起的地面沉降量及围护桩弯矩值,与现场监测值及理正基坑计算结果吻合较好,目前该基坑工程已经完工,基坑围护结构保证了既有铁路安全运营的要求。(3)利用本文提出的反分析方法,通过土体压缩模量得到土体硬化模型高级刚度参数,对分析敏感环境条件下的基坑工程具有一定的参考价值。     

考虑应力路径基坑变形计算及支护性能研究

基于半无限大弹性空间在条形荷载作用下应力的Melan解,首先根据基坑开挖过程应力状态的变化,建立基坑开挖问题的平面力学分析模型。利用Duncan-Chang曲线模型中的参数计算方法,推导加载和卸载模量公式,进而结合平面应变问题的物理方程和几何方程,建立平面应变问题的本构方程,得到基坑开挖后土体位移计算方法。然后建立土压力与支护结构位移的正弦和幂函数关系曲线,提出土压力计算方法。最后将理论成果应用于工程实践,将土体位移和土压力的理论值与实测数据进行对比分析。研究结果表明:该计算模型得到的基坑变形位移与实测结果吻合较好,验证了土压力与位移计算方法的合理性,同时由监测数据得到锚索预应力随时间的三阶段变化趋势,以及深层水平位移和坡顶竖向位移的匙形分布特点。     

基于不同本构模型的复杂地层大断面隧道开挖稳定性分析

多元结构地层中,土体单元触变性高,应力应变路径十分复杂,单一的本构模型不能满足隧道施工变形研究的需要。分析了摩尔库伦、修正剑桥、Druker-Prager和西原正夫等四种本构模型的屈服特性及应力应变关系,通过C++对FLAC软件二次开发,将本构模型程序化。以兰州轨道交通某大断面车站隧道为工程背景,模拟分析四种模型下大断面隧道开挖引起的地表沉降、底板隆起、两帮收剑的变化规律,发现摩尔库伦模型中洛德参数可识别土体单元处于压缩或拉伸状态,能较好地拟合地表沉降规律;修正剑桥模型可追踪岩土体的变形能力和抗剪强度随体积改变而变化的特性,能准确判断隧道直墙的水平位移变化趋势;Druker-Prager模型因考虑中间主应力及静水压力对相邻单元的作用,可反映出隧道内部土体移出后的底板隆起变形特点。以上规律可为复杂多元结构地层中隧道施工变形控制提供参考,从而保证隧道建设的高效与优质。     

考虑渗流固结耦合作用的软土深基坑降水施工的三维数值模拟

在广泛研究前人关于本课题研究资料的基础上,基于三维比奥固结理论和修正剑桥模型,对三维渗流固结耦合模型在复杂地质条件下软土深基坑降水计算中的应用进行了研究,并以上海某一实际基坑降水工程为例,对其降水过程进行了三维有限元计算。通过对该工程的三维有限元分析表明,考虑渗流固结耦合作用的三维数值模拟方法能够很好地模拟基坑降水引起的基坑及土体变形特征。因此,在深基坑降水及其引起周边土体变形的计算中,运用该数值模拟方法具有重要的现实意义。研究成果可为日后类似工程的设计、施工和研究提供有益的借鉴和参考。     

西安地铁典型地层隧道地表沉降计算方法探讨

针对西安地铁1号线某区间隧道典型性黄土地层和上下台阶施工方法,通过数值计算和解析计算两种方法,并结合地表沉降监测,分析了数值计算中变形模量的合理取值范围,以及Peck公式中参数取值范围.研究结果表明:利用数值方法计算地表沉降最为关键的影响因素是变形模量.结合实测监测数据,西安地铁典型地层土的变形模量取1倍压缩模量较为合...     

静力触探测试土的压缩模量在岩溶地区中的应用研究

压缩模量是软弱粘性土地基变形计算中的重要参数。通过对杭长客运专线灰岩地区粘性土静力触探原位测试的压缩模量与土工试验得出压缩模量进行统计对比分析,计算出适合该岩溶地区粘性土的压缩模量的合理取值。     

关山特长隧道围岩力学参数取值研究

隧道围岩处于各种结构面环境中,加之取样过程中具有随机性,准确获取围岩力学参数较为困难。应用随机模糊理论,建立隧道围岩参数随机—模糊评价模型,对室内试验数据进行处理,并建立围岩力学参数可信度数学模型,评价参数取值的可靠性,用该方法可以准确地确定围岩力学各个参数,且每个参数都有相当程度的可信度。应用该方法确定了关山特长隧道围岩的弹性模量和变形模量。     

高速铁路无砟轨道红黏土地基沉降计算方法

研究目的:针对高速铁路沉降要求精度高、工后沉降控制严格的特点,研究红黏土地基的沉降特性,通过对比分析得到较为实用的红黏土地基沉降计算方法及其沉降修正系数.研究结论:对武广高速铁路红粘土地基采用Es法、e～lg p法、三向应力法、割线模量法、现场试验法进行沉降计算,研究表明:几种理论计算方法基本上随外荷载的增加呈线性变化,但外荷载越大,理论值偏离越大.分层总和计算的沉降量值较其他方法最接近实测值,三向应力法、割线模量法偏离得较大.根据实测沉降量分别进行修正,修正后的曲线中,Es法的修正曲线比较接近实测值.     

京沪高铁接触网零部件疲劳试验条件研究

接触网零部件长期受各种随机载荷的影响,容易发生低周疲劳。本文针对京沪高铁接触网零部件的现状,利用弓网仿真建立某区间接触网模型,分析吊弦、支持与定位装置的工作载荷和位移分布,设计吊弦、支持与定位装置的疲劳试验条件,得出吊弦疲劳试验的加载范围、循环周期、幅值参数取值;支持与定位装置疲劳试验加载静态载荷后,再对定位点加载位移载荷,得到幅值周期的取值范围。     

基坑开挖与降水引起下卧隧道变形的解析计算方法

在针对基坑开挖对下卧既有隧道影响的预测方法中,常规解析计算方法仅考虑了开挖卸载对下卧隧道的影响,忽略了基坑降水因素的作用,必将使其预测结果存在一定误差。提出一种新的计算方法,该方法基于附加荷载两阶段法,结合土的有效应力原理,Mindlin解和Pasternak双参数地基模型,初步探讨了包含基坑降水因素影响的基坑施工对其下卧既有隧道的影响,并分析了降水因素在整个影响过程中的作用。最后以深圳车公庙枢纽工程西风道基坑为案例,将计算结果与既有隧道变形监测数据对比,验证了本文计算方法的有效性。     

考虑碾压参数影响的压实质量连续检测结果修正研究

为降低压路机行驶速度、行驶方向、振动频率等碾压参数引起的压实质量连续检测结果CMV误差,以动态变形模量E_vd为修正目标,基于极限梯度提升XGBoost算法和多元线性回归方法分别建立CMV修正模型,对比修正模型的适用性,并分析各碾压参数对CMV误差的影响。研究表明,XGBoost修正结果与E_vd的相关系数高达0.8且误差仅为1.7%,而多元线性回归修正结果与E_vd的相关系数仅为0.65且误差高达9.2%,XGBoost修正模型更适用于降低由碾压参数引起的CMV检测误差。高速行驶会造成CMV存在显著的负误差,行驶方向的不同使CMV产生大小相当但正负相反的误差,振动频率对CMV误差的影响是非线性的且与频率的取值有关。最后根据现场压实检测数据的修正结果验证了XGBoost修正模型对降低CMV检测误差的可靠性。     

临近既有线的深基坑承压水降水方案研究

针对复杂地质情况下临近既有线的深基坑施工特点,通过承压水抽水试验,确定承压含水层的水文地质参数,并建立基坑降水数值模拟模型,预测基坑降水引起周围地下水渗流场变化趋势,确定合理的降水方案。此外,还对降水引起的临近正常运营的既有线铁路位移场进行了分析。该方案保障了深基坑施工和既有线运营的双安全,效果良好。可为今后类似工程提供参考和借鉴。     

基于小波神经网络的地铁基坑地表沉降随机预测

通过南通地铁软土层基坑降水模型试验发现,降水引发的基坑地表沉降随着监测点距基坑支护桩距离的增大而减少,工程中距离支护桩越远,沉降量越小.在不同的监测点沉降量的监测值与公式计算值总体变化规律相似,但受降水因素、施工扰动和地下多变的岩土环境等影响,存在一定的随机性.利用权值参数对小波神经网络的激励和输出函数进行修正,利用梯度下降的方法对伸缩和平移参数进行优化.在此基础上,以水位降深、土层的压缩模量、厚度、固结度和监测点方位为输入参数,基坑总沉降量为输出参数建立改进后的随机小波网络基坑地表沉降预测模型.工程实例表明,改进后的随机小波网络模型能使基坑地表沉降预测值较好地拟合工程实测值,误差均小于±8％,相比传统公式的计算值更具合理性.     

改进的分层总和法在铁路地基沉降中的应用

研究目的:高速铁路对控制沉降提出了很高的要求,而地基的沉降计算一直是工程实践中未能很好解决的问题。为准确计算地基的沉降量,在总结已有研究成果的基础上,利用室内压缩试验,提出割线模量法,然后利用Bussinesq解,来计算铁路地基最终沉降量,并验证该方法的可行性,为类似工程提供参考。研究结论:依据实际工程,通过传统分层总和法、割线模量法、扩散角法所计算的沉降结果与现场实际观测结果比较,发现割线模量法所得的结果与实际结果较接近,表明该方法相对于其他两种方法具有较高的精确性,更具有可行性。     

虹桥综合交通枢纽深大基坑关键技术研究

研究目的:提出综合交通枢纽超深、超大、体形复杂基坑实施方案确定原则与思路,解决多级基坑围护体系和大空间支撑体系参数确定方法.研究结论:综合交通枢纽内基坑方案确定首先要采用总体研究的思路;施工方案的选择和各项技术参数的确定应采用数值模拟和规范计算相结合的分析模式;多级式基坑支护参数的确定没有规范要求,应根据基坑卸载平台宽度(B)、深坑深度(H)之间的比例关系,以及施工方法和降水条件等综合确定;大空间支撑体系布置和支撑参数的确定应采用等效刚度概念和刚度均匀布置的原则,并应考虑环境温度变化、支撑立柱隆沉、施工荷载作用等的综合影响.     

岩石地区反应位移法关键参数确定方法研究

研究目的:反应位移法是地下结构抗震计算的常用方法,但目前反应位移法的应用以及关键参数的选取主要适用土质条件地区,反应位移法在岩石地区的应用案例较少,导致反应位移法在岩石地区的关键参数如何取值的相关研究也较少。本文通过对岩石地区反应位移法关键参数的确定方法进行研究,从而得出相关有应用价值的结论。研究结论:(1)在岩石地区,采用传统经验公式来确定反应位移法的关键参数存在问题,导致计算得出的地震作用显著偏大、失真;(2)在岩石地区,采用一维场地分析及静力有限元法确定的反应位移法关键参数较为合理,计算的地震作用也较合理;在岩石地区,建议采用一维场地分析方法来确定地层相对位移、剪切力,并结合静力有限元法计算基床系数;(3)本研究成果可为岩石地区地下结构的反应位移法计算提供借鉴和参考。     

软土地区基坑回弹对工程桩的影响分析研究

研究目的:软土地区深基坑中的工程桩,如在设计中没有充分考虑基坑卸载回弹引起的桩身拉力影响时可能会导致桩身断裂的严重事故。通过本文的研究,认真分析深基坑开挖对桩身内力、变形及极限承载力的影响,提出软土地区考虑基坑回弹影响的桩基的设计方法,确保工程安全。研究结论:本文采用MIDAS/GTS软件对虹桥综合交通枢纽工程的试桩及深基坑中的工程桩进行了有限元模拟分析,并与试桩结果及工程桩回弹监测结果进行了对比分析。提出了在分析基坑回弹对深基坑中桩基的影响时桩土摩擦界面参数的确定方法;提出了在软土地区的深基坑中桩设计时考虑基坑回弹影响的设计原则、方法与相关建议;探讨了基坑回弹对桩抗拔承载力的影响。     

上海地铁车站基坑工程设计若干问题探讨

软土地区深基坑的变形控制和治理问题已经成了目前岩土工程中的一个热点课题。针对目前地铁基坑设计尤其是基坑变形计算方面存在的欠缺,在全面总结大量上海地铁车站深基坑实测数据及反算分析研究的基础上,提出了被动土压区的水平基床系数Kh的参考取值,以期对基坑工程设计人员提供可借鉴的经验;并在此研究基础上提出对基坑变形警戒值的一些看法。     

基于Revit的BIM模型参数化建模研究

BIM技术在铁路行业全生命周期的应用是未来的发展趋势。建立完整BIM模型首先要快速、准确地建立各设备BIM模型。对于结构相对固定的实体,建立设备BIM模型可大大减少参数化建模工作量,提高建模准确率与工作效率。以钢结构避雷针塔为研究对象,在分析其结构特点并确定模型精度的基础上,定义钢结构避雷针塔的关键参数,明确几何参数与关键参数的对应关系以及几何参数间的约束关系,并通过Revit二次开发对钢结构避雷针塔进行参数化建模。实践表明,实现BIM模型的参数化建模可减少因模型重建造成的时间浪费,提高建模准确率和工作效率。