基于AM桩盖挖逆作地铁车站施工力学有限元分析

盖挖逆作地下结构施工过程中,地下连续墙水平位移及各围护结构之间差异沉降过大,均会对结构造成不利影响。为解决围护结构之间差异沉降的控制难题,探索施工过程中结构的受力规律,以某采用盖挖逆作法施工的大型地铁换乘车站为研究背景,采用通用有限元软件ABAQUS进行数值模拟,研究盖挖逆作地下结构施工过程中结构受力及变形规律,计算分析施工过程中地下连续墙的变形、地下连续墙与相邻立柱桩的差异沉降、AM桩轴力分布情况,探讨运用AM桩对控制结构隆起和差异沉降的优势。结果表明： 1）楼板在施工过程中起到了良好的支撑作用,有效限制了地下连续墙的变形; 2）差异沉降随施工进行逐渐增大,在开挖底层土体时达到最大值,此为最不利工况,应及时进行封底; 3）在桩长和桩径参数相同的情况下,与等直径桩相比,采用AM桩能够有效减小结构的隆起以及差异沉降。     

凤凰港上盖物业对地铁百家湖车站结构的影响分析

由于地铁百家湖车站的建设先于凤凰港物业开发,设计者必须考虑给后期物业开发预留条件。为了研究上盖物业对车站结构的力学影响,采取有限差分软件FLAC 3D对不同工况下车站结构的受力过程进行三维数值模拟,得到了不同工况下车站及周边地层的位移特征、车站梁柱板节点应力及抗拔桩力学特征。如卸载工况下,车站与周边土体不均匀隆起,加载工况下,车站与周边土体的沉降差异等。通过分析这些力学特征,得出了最优的施工措施和建议,如跳槽开挖,分段施工;先施工车站外地下室,再施工车站部分上部结构,最后施工车站外上部结构的施工顺序是合理的。     

地铁车站结构诱导缝应用研究现状与展望

地铁车站结构诱导缝可削弱车站结构的刚度,减少地铁车站结构在施工建设和后期运营中因混凝土结构的温度应力和不均匀沉降等引起其无序开裂。重点论述了诱导缝在地铁车站结构中的施工工艺、工作机理和诱导缝接缝的变形分析计算理论方法,并进一步分析了地铁车站结构诱导缝受力形式以及加强地铁车站结构诱导缝抗震性能研究的必要性。     

建筑物下地铁车站穿越施工数值模拟方法分析

随着城市地下空间的开发利用,浅埋隧道穿越地面建筑物施工问题引起了越来越多的关注。以北京某地铁车站为例,采用3类数值模拟方法对建筑物下地铁车站动态施工全过程进行了模拟计算,对比分析了不同模拟方法对地表、围岩及支护结构受力变形的影响。结果表明:在不考虑建筑物及其荷载情况下地表、围岩及支护结构的应力、变形最小;在考虑建筑物存在情况下地表沉降量、基础沉降差及地表水平位移量较小,但沉降槽宽度较大;将建筑物上部结构简化成均布荷载时,基础存在与否对地表沉降曲线影响不大,但基础的存在可以减小地表水平位移、车站拱顶下沉、支护结构变形及立柱轴力。文章最后将计算沉降值与实测值进行了对比,考虑建筑物存在情况下的计算沉降值与实测值最为接近。     

并桥位新建桥梁对既有桥梁桩基的影响分析

以某新建黄河公路大桥为工程背景,针对新建桥梁与既有桥梁并桥位建设,新旧桥梁桩基距离近的结构特点,采用岩土数值模拟方法对新建桥梁施工及运营期既有桥梁基础变形及受力的影响规律进行分析研究.结果表明,新建桥梁建成后,既有桥在运营荷载作用下基础平均沉降值为2.7cm,最大横桥向变形值1.2cm.施工期不均匀沉降值1.4cm,桩...     

土石混填路基沉降变形特征的二维力学模型试验研究

土石混填路基在我国西部山区已被广泛采用,但由于设计、施工规范不完善,路基经常出现不均匀沉降变形,导致路基开裂或失稳,降低了公路的服务水平。为了揭示土石混填路基的沉降变形特性,为设计和施工控制提供依据,采用二维力学框架,进行了不同工况和不同压实度土石混填路基的二维力学模型试验,再现了土石混填路基的沉降变形性状。试验结果表明,填筑高度和压实度是影响路基沉降量的主要因素;路基的施工期沉降远大于工后沉降,但施工期沉降的发展速度较快,工后沉降发展速度缓慢。随路基填筑高度的增加,施工期沉降呈抛物线增长,工后沉降趋于线性增长;压实度不足时,路基的工后沉降量可能成倍增加。     

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。     

预制装配式地下车站结构施工阶段力学行为分析

为确保预制装配式地下车站结构在施工过程中的安全与稳定，了解预制装配式地下车站结构施工阶段的力学规律，以长春地铁2号线捷达大路站装配式车站为工程背景，通过数值模拟和现场实测相结合的方式，对预制装配式地下车站结构的施工全过程展开分析。研究结果表明： 1）顶部回填和水位恢复2个阶段对结构内力和变形影响较大； 2）丝杠设置、混凝土分层回填等特殊施工节点对拼装成环和侧壁回填阶段结构的内力和变形有较大影响； 3）通过将数值计算结果与现场实测结果进行对比分析，验证了模型分析的可靠性。     

新建地铁站基坑与既有车站结构间相互影响的数值分析

为解决新建地铁站基坑施工与临近既有车站结构间相互影响的问题,依托深圳地铁5号线前海湾站基坑工程和与其相邻的1号线鲤鱼门车站工程,采用FLAC3D有限差分软件,计算分析施工过程中前海湾站新基坑围护结构与鲤鱼门车站既有主体结构的受力变形情况。研究结果表明:既有鲤鱼门车站的存在对新基坑的开挖较为有利,可减小鲤鱼门站同侧的桩体变形(24.7%)和钢支撑轴力,使新基坑开挖更偏于安全;而新基坑开挖会使既有车站结构产生位移和一定转动,对既有车站的稳定和安全性影响较小。     

路基不均匀沉降对沥青路面受力变形影响的有限元分析

为了研究路基不均匀沉降对沥青路面受力变形的影响,对半填半挖路基进行弹塑性动力有限元分析,计算出在汽车荷载作用下由于路基土在力学和物理性质上的差异而产生的差异沉降。研究了两种工况(汽车荷栽作用产生的差异沉降及汽车荷载和土体固结共同作用产生的差异沉降)对沥青路面受力变形特性的影响,进而得出一种计算沥青路面破坏时临界差异沉降的方法,为实际工程设计、施工提供了理论依据。     

铁路软弱地基CFG桩加固效果和变形特性研究

针对CFG桩加固铁路软弱地基的效果和变形特性,运用Midas数值分析软件建立二维全断面双线路基模型,分别对施工期地基加固前和加固后6种工况下的竖向位移进行计算。以地基沉降值、路堤沉降值和工后沉降值作为分析指标,说明了CFG桩加固软弱地基的优越性。由于梯形路基附加应力分布不同,沿路基宽度方向地基表面沉降呈“中心大两边小”的不均匀现象。地基压缩层和路堤填料层是地基加固前路基结构的变形关键区,路堤填料层是地基加固后路基结构的变形关键区。桩土之间由于力的分配不平衡存在差异沉降,桩-砂石垫层之间存在最大剪切应变。     

路基沉降引起路面弯沉的理论分析

为了研究路基不均匀沉降对路面受力变形的影响,建立了弹性地基上路面板变形的基本方程,推导了路基不均匀沉降时路面板弯沉的解析解。为实际工程设计、施工提供可借鉴的理论依据。     

穿越断层破碎带隧道支护结构受力特性分析

依托雅康高速公路紫石隧道,建立三维数值模型,运用有限差分软件分析围岩施工期的应力和变形特征,研究穿越断层破碎带隧道的支护结构受力特性.结果表明:断层破碎带处围岩和衬砌的变形相对普通断面均较大;在断层破碎带与普通岩体交界处会产生非均匀变形,导致衬砌结构出现压应力集中现象;隧道二衬达到受力稳定状态需要较长时间,且安全系数较...     

穿越运营地铁车站的基坑开挖及对周边环境影响的安全分析

以上海轨道交通9号线宜山路站换乘通道下穿轻轨3号线车站的基坑工程为背景,建立三维数值分析模型,对基坑施工进行全过程动态模拟。分析结果表明,计算结果与工程监测数据基本吻合,下穿轻轨车站的基坑开挖可引起上部车站结构的不均匀沉降。为保护上部车站结构,采用了全方位旋喷加固（MJS）的施工新工艺,首次在相对于桩基如此近距离的范围内把MJS法应用在既有地铁车站正下方进行施工,指出了地基加固体对基坑开挖产生的位移传递具有阻断作用。结合规范要求,在对基坑施工进行全过程动态模拟条件下,通过预测地表和基坑自身变形特征及最大值来分析和评价整个基坑开挖过程中基坑自身结构的安全性;同时为了评价基坑开挖对周边环境的影响,还对上部车站结构进行承载能力极限状态验算和正常使用极限状态验算,得出在相应位移约束条件下的安全状态。对比分析表明,在紧贴基坑地下连续墙的土体中进行二次加固及结构逆筑施工,可有效控制上部车站结构变形。     

施工中偏移距对浅埋隧道自身性状与上部建筑物沉降变形的影响研究

采用FLAC3D数值模拟软件分析了浅埋隧道施工中隧道结构特征和上层地表建筑沉降变形。主要针对偏移距和上部基础形式对隧道土体结构和变形响应,基础沉降方面进行了分析。研究结果表明:上层地表建筑荷载对隧道结构性能造成了很大的影响,当偏移距为8时,基于偏压作用,导致隧道施工过程中受力状态和土体结构不稳定;当偏移距大于2D后,上层地表建筑对隧道的附加作用很小,可忽略不计;隧道开挖过程中易造成上层地表建筑基础出现不均匀沉降和绝对沉降,因此隧道开挖中必须严格把控隧道不均匀沉降和均匀沉降在设计要求范围内。     

上海轨道交通11、13号线隆德路站换乘段结构设计

隆德路站是上海轨道交通11、13号线的换乘车站。它由两线车站、控制中心、地下变电站、附属结构等多部分组成,结构较为复杂。该文介绍了隆德路车站换乘段节点结构设计。换乘段为地下四层结构,施工采用明挖顺筑法施工。换乘段地下二层以上设采光中庭,顶板、下一层板开圆形大孔,在结构设计过程中,采用空间整体分析,计算模型与实际工况相吻合,计算结果合理,以期为其它类似工程提供借鉴。     

复杂环境下下穿风道开挖对既有地铁车站结构变形影响分析

正在修建的北京某地铁车站,为实现新老车站之间的换乘,需对既有车站出入口结构进行改造.在对西北出入口改造工程中,根据设计要求,需要在既有出人口附近修建一新的换乘厅以及一风道结构.新修建换乘厅使用明挖法修建,风道结构下穿既有车站结构,两者最近相距只有27.9 cm,十分接近.以上所述施工都会引起既有车站结构的剧烈变形,因此在开挖过程中对沉降控制十分严格.针对该工程,对开挖过程进行了数值模拟分析,分析了开挖过程对既有车站结构变形的影响.随后分析了风道开挖方向以及风道结构顶部有无注浆对既有车站结构变形的影响.研究结论对于设计与施工具有一定的参考价值.     

超深超大工作井叠合墙结构工作性态全过程分析

为研究南京市纬三路过江通道江南工作井的全过程工作性态,以指导设计和施工。通过对竖井设计特点的分析,综合考虑安全、经济因素,兼顾施工期与运营期使用需要,确定采用叠合墙的结构设计方案;采用数值模拟手段得出地表沉降与竖井围护结构刚度的关系曲线,证明了地下连续墙在控制地表沉降方面的优势;运用SAP2000建立三维有限元模型,对工作井的叠合墙结构施工和运营进行了仿真模拟,研究了叠合结构的变形和受力特征;通过二维和三维计算对比,结合实测数据,指出竖井结构内力计算时,其空间效应是不能被忽略的。通过分析,论证了叠合墙结构体系在江南工作井中运用的合理性,证实了其经济、受力合理、控制沉降好等优点,可为类似工程提供借鉴。     

悬臂板滞后施工下脊骨箱梁空间受力行为研究

为探究悬臂板滞后施工下脊骨宽箱梁受力行为,以某全预应力混凝土部分斜拉桥为背景,建立考虑施工过程的实体有限元模型。通过杆系模型与实体模型的内力对比,验证实体模型的合理性,并分析了恒荷载作用下悬臂板滞后施工以及后浇带长度对脊骨宽箱梁内力的影响。研究发现:相比杆系模型,自重作用下实体模型计算的箱梁竖向弯矩基本相同,计算的箱梁顶底板最大纵向应力存在10%左右偏差;恒载作用下,悬臂板后浇施工可改善箱梁截面纵向应力,且横向应力不均匀性分布较小;随着后浇带宽度的增加,截面纵向应力分布不均匀性增加,但横向应力分布不均匀性有减小趋势。     

地铁车站结构施工对上部密贴公路隧道结构变形影响的数值分析

北京地铁15号线奥林匹克公园站线路走向与既有大屯路隧道走向基本相同,车站主体结构位于大屯路隧道正下方,顶板与大屯路隧道底板密贴。为了解地铁车站结构施工对大屯路隧道的影响,采用数值方法,计算分析了地铁车站结构与大屯路隧道横向相对位置和车站结构施工期间土体注浆范围对大屯路隧道附加变形(沉降)的控制作用,结果表明横向相对位置不同与注浆区域不同对大屯路隧道变形均有明显影响。