膨胀土地基下伏小采空区地表变形数值分析

为对高速公路膨胀土地基下伏小采空区的地表变形进行定量计算,文章以在建的南宁外环公路钻探资料为依据,通过FLAC3D建立有限差分网格模型,定量计算分析该公路采空区的地表变形情况,揭示膨胀土地基下伏采空区的变形机理,为处理膨胀土地基下伏煤层开采沉陷变形提供科学依据。     

煤矿采空区公路稳定性及注浆治理技术分析

文章采用数值模拟与理论分析相结合的方法,对公路下伏煤矿采空区的稳定性进行分析,并针对采空区沉降变形特性,提出采空区注浆治理施工工艺.结果 表明:(1)相比煤矿开采,采空区采取充填注浆后的沉降变形量明显减小;(2)地表沉降量均随荷载的增加而增大,但在充填注浆后的沉降差较小(对应力的敏感性较小);(3)从采空区注浆治理范围...     

公路隧道穿越急倾斜采空区的处理技术

为防止公路隧道穿越急倾斜采空区时出现陷坑、地表变形等情况,对采空区的结构处理原则、处理参数及方法进行了研究,并对瓦斯处理措施进行了探讨。实践表明,工程施工后,施工效果良好,可为同类工程提供借鉴。     

金仁桐高速公路采空区地质选线研究

金沙经仁怀至桐梓高速公路沿线通过的煤矿主要有泮水煤矿、云安煤矿、鼎兴煤矿及桑树湾煤矿,煤矿开采形成了一定规模的采空区,公路通过煤矿采空区易产生路基下沉、桥梁变形、隧道变形及瓦斯突出等工程问题,且后期维护修复难度极大,采空区研究对于高速公路的合理选线至关重要。本文对云安、鼎兴煤矿路段采空区稳定性进行定量评价,结合采空区公路地质选线原则,对K线和A21线两同精度方案进行比选,A21线安全性及稳定性较好,更为合理。     

超载对淤泥质地层隧道结构受力性能影响分析——以苏通GIL综合管廊越江盾构隧道为例

依托苏通GIL综合管廊越江盾构隧道,针对运营期岸坡段可能出现的地表超载问题,文章通过建立三维有限元精细化分析模型,研究了不同超载形式下管片结构的变形与裂损特征,分析了断面收敛变形、接缝张开、结构内力随堆载的发展规律,揭示了大面积堆载、局部堆载两种超载模式下结构的损伤演化机理,提出了地表超载控制标准。针对穿越淤泥质粉质粘土的大直盾构隧道,研究表明:(1)大面积堆载工况下隧道变形破坏过程分为三个阶段,分别以设计荷载、拱腰内侧钢筋受压屈服为分界点,第一阶段表现为弹性受力,第二阶段为带裂缝工作的塑性阶段,第三阶段为加速变形失稳阶段,破坏时表现为拱腰受压屈服,竖向收敛为110.5 mm,接缝基本未张开;(2)局部堆载工况下隧道受力同样分为弹性、塑性及加速变形失稳三个阶段,分别以设计荷载、拱腰外侧钢筋受拉屈服为分界点,破坏表现为顶底受拉破坏,竖向收敛152.6 mm,接缝张开4.36 mm;(3)大面积堆载模式下地表附加荷载的预警值为110 kPa,局部堆载模式下地表附加荷载的预警值为70 kPa。     

超大直径泥水式盾构施工地层变形规律研究

文章以南京市纬三路过江通道大直径双线盾构(φ14.5 m)工程为背景,结合现场监测数据,对超大直径泥水式盾构在砂、砂卵石地层中掘进引起的地表变形过程和分布规律进行分析。研究结果表明:盾构隧道地表纵向变形分为四个不同阶段,分别为隆起、快速沉降、缓慢沉降和最后稳定阶段;单线隧道施工地表变形可用Peck公式描述,拟合得到Vl值平均为1.856%,K值平均为0.423,整体呈现单峰状;双线隧道施工地表变形呈不对称双峰状,这是因为后建隧道的施工增加了地表最大沉降值以及沉降槽宽度,进而改变了沉降槽的形状;双线隧道施工地表变形可用双Peck公式进行描述,K值与隧道数量、施工历史情况无明显关联,Vl值与施工方法、质量控制及双线隧道施工顺序有关。研究结果可为类似工程提供指导及参考。     

太平湖大桥铜陵岸边坡破坏机理分析与防护

文章在分析太平湖大桥铜陵岸边坡工程地质特征、稳定性影响因素及边坡变形破坏机理的基础上,依据相关工程设计规范和原则分析计算出该边坡岩体结构面检算指标、地震与正常状态下的滑坡推力以及各断面预应力锚索锚固长度。介绍了铜陵岸边坡的预应力锚索、钢筋锚杆、钢筋混凝土框架、地表与仰斜排水等工程设计及防护结构的基本参数。     

砂土地层盾构隧道开挖面支护压力与地表变形关系模型试验研究

为研究砂土地层盾构隧道开挖面支护压力和地表变形的关系,文章通过自制模型试验系统,测量了砂土土样地表变形和开挖面支护压力,分析研究了地表沉降、隆起与开挖面支护压力之间的关系。通过测量不同覆土厚度情况下的扰动区域范围,建立了开挖面前方土体沉降和隆起破坏模型;试验得到了开挖面支护压力和地表变形相关关系曲线,在此基础上,提出了以0.2%开挖洞径变形量作为实际支护压力设定的参考点,并结合朗肯土压力公式给出了维持开挖面稳定的极限支护压力上下限值。为便于应用,建议了维持地表特定变形量下的支护压力值。     

富水砂层中地下连续墙施工槽壁稳定性及变形研究分析

泥浆护壁是轨道交通车站围护结构地下连续墙成槽质量的关键所在。整体失稳及局部失稳是地下连续墙在富水砂层施工中的主要破坏形式。结合南昌轨道交通3号线柏岗站富水砂层地下连续墙施工实际,采用Plaxis软件建立模型,分析其成槽施工阶段的槽壁变形特征和稳定性,找出南昌地区富水砂层中地下连续墙槽壁变形及地表沉降的规律,印证了施工现场泥浆性能参数及土体应力变化的规律。     

武云高速公路采空区稳定性评价

高速公路穿越采空区的场地稳定性评价问题涉及建设项目采空区处治段落长短划分,处治强度的合理设计及投资规模的控制。文章以武云高速公路采空区为例,综合应用现行行业规范的多种评价方法,对该采空区场地的稳定性进行评价,并对现行行业规范推荐的各评价方法的适用性进行了实践检验,取得的技术经验可供相似项目参考。     

观音坪库岸滑坡变形特征及稳定性分析

以观音坪库岸滑坡为研究对象,通过钻孔岩心和深部测斜、滑坡地表裂缝综合分析滑坡变形破坏特征和失稳模式,采用圆弧滑动方法计算滑坡在天然状态、顶部卸荷、库水位涨落工况下的稳定系数,并对滑坡稳定性进行综合评价。分析得出观音坪滑坡滑带为复合型滑带,滑坡体失稳模式属岩质切层滑动模式,滑坡体东侧变形较西侧变形大,后缘沉降量较滑坡体中、下部要大。该滑坡体正处于缓慢变形位移阶段欠稳定状态,顶部卸荷和库水位上升利于滑坡体稳定,库水位下降不利于滑坡体稳定。     

采空区地层变形产生的隧道附加荷载及变形容许值计算与分析

文章分别计算了采空区上方地层弯曲时对隧道产生的附加荷载q1、q2及地层水平应变时对隧道产生的附加荷载qH,并推导出了采空区地层容许弯曲变形和水平应变数值.结果表明,现行交通部《采空区公路设计与施工技术细则》规定的采空区地基容许变形值较为笼统且偏大,结构偏于不安全.最后,文章根据计算结果对比,对不同围岩级别提出了更严格、更安全、更有针对性和可操作性的隧道对采空区地层变形限制要求,以供广大隧道工作者参考使用.     

采动沉陷影响下埋地管道应力变形分析

文中研究受采空沉陷区地表移动影响下埋地管道的变形特征,建立煤矿区采动沉陷油气管道的有限元仿真计算模型,对管线方向与工作面推进方向不同夹角开采的影响进行研究,分析了管道的力学行为及变形演化规律,结果表明:夹角为90°工况下管道受地下煤层开采的影响最小,为采空区管道的设计、建设提供参考。     

考虑流固耦合效应的盾构隧道开挖面稳定性研究

文章采用PLAXIS有限元软件,建立流固耦合条件下盾构隧道开挖面数值计算模型,研究隧道管片安装时间内,流固耦合效应对隧道开挖面稳定性的影响。通过控制变量法,分析流固耦合条件下开挖面不同支护压力比(开挖面支护压力与前方水土压力之比)和不同隧道覆径比(隧道埋深与直径的比值)对隧道开挖面变形及地表沉降的影响规律,并探讨了流固耦合效应下开挖面失稳破坏模式。研究结果表明:(1)在隧道管片安装时间内,开挖面前方土体将在渗流作用下形成土拱效应,从而使开挖面支护压力比小于1。而未考虑流固耦合效应时,需要较大极限支护压力值才能保持隧道开挖面前方土体的稳定;(2)当考虑流固耦合效应时,隧道覆径比对开挖面稳定性影响有限,但对地表沉降有较大影响,且覆径比越大,地表沉降变大且影响范围较广;(3)在隧道管片安装时间内,开挖面前方虽在渗流影响下具有土拱效应,但随着支护压力减少及开挖面上部渗流场的共同作用,使得开挖面前方土拱效应减弱,继而使隧道开挖面上方与前方土体连通形成楔形土体滑动区。相比未考虑流固耦合的情况,其楔形体趋向于开口较大的漏斗状破坏形式。故在隧道施工过程中,应考虑流固耦合效应对开挖面变形及地表沉降的影响。     

公路压覆石膏芒硝矿采空区稳定性分析及影响评价

公路设计和建设压覆采空区时需要考虑采空区的稳定性,石膏芒硝矿采空区稳定性主要受顶板(护顶层)和矿柱稳定性的影响。文章对石膏芒硝矿采空区稳定性分析评价方法进行综述,并采用力学平衡法对贵港大岭至横县良圻公路压覆广西横县陶圩石膏芒硝矿采空区顶板稳定性进行理论和工程实例分析,结果表明该石膏芒硝矿采空区顶板稳定,采空区对公路建设和运营基本无影响。该分析评价方法实用可行,可用于公路压覆矿产资源研究和评价工作。     

富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理研究

为研究富水砂层影响下隧道开挖失稳破坏机理,文章依托某隧道实际工程,通过FLAC 3D软件进行建模与计算,考虑富水砂层厚度、隔水层厚度、粘聚力和内摩擦角等因素影响,分析各因素对围岩变形破坏的影响规律。结果表明:隧道拱顶对应位置的地表沉降值明显大于其他位置的地表沉降值,拱顶正上方的围岩内部位移随着深度的增加而逐渐增大,隧道拱顶位置的沉降达到最大值;随着富水砂层厚度的逐渐减小以及隔水层厚度的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小;富水砂层和隔水层的厚度对隧道围岩变形存在较大影响,在隧道的选线过程中,应保证隧道拱顶与富水砂层之间存在足够的安全距离;随着隔水层粘聚力和内摩擦角的逐渐增大,地表沉降值和拱顶正上方的围岩内部位移不断减小:在隧道施工过程中,可考虑通过超前加固措施或者向隔水层进行注浆加固以提高隔水层粘聚力和内摩擦角,降低隔水层的渗透性。     

暗挖交叠隧道地表沉降实测分析

北京地铁6号线北海北—南锣鼓巷区间隧道工程为北京地区首例暗挖交错重叠隧道工程,区间隧道从上下平行逐级过渡为左右平行,隧道开挖方式为先开挖右线隧道(下行隧道),再开挖左线隧道(上行隧道)。文章通过对该工程18个地表沉降监测断面实测数据进行分析,得出暗挖交错重叠隧道施工引起的地表变形规律。研究结果表明:(1)随着双线隧道角度的增加、距离的减少,地层沉降重叠效应显著增加,后建的左线隧道开挖对地表沉降影响也逐渐增加;(2)左线隧道施工改变了地表沉降槽的形式,使双线隧道地表最大沉降值的位置偏离右线隧道,沉降槽宽度增加;(3)既有结构的存在阻挡了地层变形的传递,减小了地表的变形,双线隧道的减小程度比单线隧道大;(4)采用深孔注浆的方式可以有效控制地表沉降,减少施工对周边环境的影响。研究成果可为同类工程地表变形控制提供参考。     

扬州膨胀土地层深基坑受力与变形特性研究

为研究扬州膨胀土地层中深基坑施工过程受力与变形特性,文章基于扬州某隧道工程深基坑开挖实例,进行了大量现场实测分析,结果表明:(1)围护结构深层水平位移最大值位置基本位于基坑开挖面以上0~7 m范围内。最大深层水平位移值约处于0.13%H~0.34%H之间,墙顶竖向位移处于-0.13%H~0.11%H之间;(2)立柱隆沉值位于-0.05%H~0.17%H之间。相邻两立柱的差异沉降值为0.14%;(3)地表沉降值约位于0.04%H~0.14%H之间,最大地表沉降值在距离基坑边0.5H_e~0.7H_e范围内,影响范围约为2.5H_e。而最大地表沉降值与最大围护结构侧移的比值约为0.27~0.42范围,地表沉降值远小于围护结构水平位移值;(4)孔隙水压力和侧向土压力在施工中逐渐减小,土压力包络线为典型的梯形包络线的形式,土压力位于1.07γH_e包络线范围内;(5)膨胀土基坑在施工中表现出明显的膨胀变形。分析得到的各项受力与变形值范围,对于扬州膨胀土基坑设计和施工变形控制具有一定参考价值。     

大断面矩形顶管隧道开挖面土体稳定性研究

文章以采用土压平衡矩形顶管法施工的内蒙古科技大学地下通道为背景,采用理论分析、数值模拟、现场监控量测等手段,对砂砾石地层条件下矩形顶管开挖面的主动和被动破坏规律进行了研究,主要得到了以下结论:(1)考虑顶管隧道开挖面为矩形断面的特点,建立梯形楔体计算模型,推导出开挖面主动破坏时的极限支护应力计算公式并应用于实际工程,采用该公式计算得到的极限支护压力与数值模拟计算结果相差较小,两种研究方法得到了相互验证;(2)采用FLAC3D数值模拟得到的地表沉降槽与实测地表沉降槽形态基本相似,近似服从正态分布,且地表沉降值基本接近;(3)随着支护应力比的减小,开挖面塑性区逐渐由开挖面前方向斜上方发展,当支护应力比为0.165时,开挖面前方土体水平位移骤然增加,开挖面塑性区延伸至地表,土体丧失整体稳定性,发生主动破坏,且从开挖面失稳后地表塑性区扩展形态来看,基本接近梯形楔形体形状,从而验证了解析公式计算模型的合理性;(4)随着支护应力比的增大,开挖面前方土体塑性区自开挖面顶部向地表斜上方延伸,当支护应力比为3.0时,塑性区发展至地面,此时土体失稳,发生被动破坏,其塑性区范围远小于主动破坏时的塑性区。     

超浅埋隧道下穿铁路引起变形敏感度数值分析

南京地铁4号线仙林湖—桦墅站超浅埋区间隧道下穿江南水泥厂专用铁路线,对地表变形控制要求较高。该地段岩溶较为发育,岩性较差,施工存在较大风险。文章结合隧道下穿既有铁路现场地质及施工情况,应用ABAQUS软件建立分析模型,针对土体注浆加固前后、有无路基荷载、是否考虑路基荷载作用间歇性等情况下隧道施工引起的地表沉降及路基变形进行研究,并将分析结果与监测数据进行比较。研究结果表明,本文数值分析结果正确,同时验证了本工程采用的施工工艺能保证工程稳定性,可为类似工程提供参考。