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。     

盾构隧道施工对邻近深基坑开挖影响的三维有限元分析

盾构隧道施工对周围环境的影响问题在工程界越来越受到重视.本文就这一问题,结合实际工程,采用三维有限元分析了盾构隧道推进对相邻基坑的影响规律,为解决实际工程问题提供了理论依据.     

基坑开挖对相邻盾构隧道变形的影响研究

文章就基坑开挖对盾构隧道结构的破坏进行研究,建立了基于基坑与隧道不同距离、不同隧道管片厚度的有限元模型,分析了不同厚度盾构隧道管片的位移场及纵向变形。得出以下结论：(1)相邻基坑开挖会引起位移过大、沉降、盾构隧道结构变形,造成断裂增多、漏水、渗漏等结构破坏;(2)随着隧道与基坑距离的减小,隧道变形不断增大,当距离<30 m时,管片厚度的增加大大改善了结构变形;(3)管片厚度的增加对纵向变形阻力没有明显影响。此外,当隧道与基坑距离<50 m时,应采取附加防护措施,以减少隧道纵向变形。     

考虑地基刚度不均匀影响的沉管隧道接头变形分析北大核心CSCD

沉管隧道接头是整个结构中最薄弱的环节,其刚度及变形特征对结构安全至关重要。当隧道下卧地层刚度不均匀时,接头变形将更加复杂,因此有必要对沉管隧道在不均匀地层条件下的接头特性进行深入分析。文章基于某沉管隧道工程,建立了三维精细化有限元模型,进行沉管隧道接头部件分析计算,对钢剪切键及混凝土剪切键的力学特性进行了深入研究,得到其剪切刚度取值。之后利用上述研究成果,建立三维壳-弹簧沉管管节模型,对隧道整体变形情况进行分析。考虑地基的不均匀性,进行多工况计算,分析沉管隧道接缝变形情况,验证接头结构的可靠性。     

上软下硬地层隧道变形规律及预留变形量研究

为保证地铁隧道下穿上软下硬地层施工中预留变形量合理,避免支护开裂、侵限等问题,以重庆某地铁隧道施工为例,通过对比数值模拟结果及现场监控量测数据,分析上软下硬地层隧道变形规律及预留变形量,得出隧道断面为“岩层+拱顶原状土+上覆回填土”“全断面岩层+拱顶薄赋岩+上覆回填土”的不同工况下,上软下硬地层隧道开挖最佳预留变形量取值,为相关工程提供借鉴。     

隧道锚开挖及承载对既有隧道的变形影响分析

为评估隧道锚开挖及承载对下方既有隧道安全性的影响,采用弹性地基梁理论建立既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形计算模型,基于Mindlin公式分别给出隧道锚开挖及承载影响下的附加荷载计算方法,提出既有隧道竖向隆起变形安全性控制标准为12 mm。以四川沿江高速宁巧隧道-隧道锚体系为例,分析既有隧道在隧道锚开挖及承载影响下的变形特征,研究表明：既有隧道变形呈“凸”形,最大变形量位于锚塞体正下方附近,且随着与锚塞体距离的增大,隧道变形逐渐减小,最终收敛;既有隧道变形量随着围岩等级的降低及隧道-隧道锚间距的减小而增大;Ⅲ、Ⅳ级围岩条件下,隧道整体处于安全状态;Ⅴ级围岩条件下,隧道变形量在隧道锚开挖过程中已超过控制值,需要采取围岩加固、结构加强等工程措施。     

盾构法地铁施工地表变形分析及数值模拟

文章全面分析了在不排水条件下软土地层中采用盾构法施工引起地面沉降的因素,并运用通用有限元程序ANSYS,综合考虑这些因素建立力学模型。以天津地铁一号线扩建工程为背景,对盾构的推进过程进行了三维非线性有限元仿真模拟。通过研究得出了地表土体的变形规律,其计算结果与实测值比较吻合。     

铁路隧道下穿既有公路地层变形特性研究

文章结合张唐铁路工程燕山隧道下穿公路出口段,采用三维有限差分程序,研究分析了其施工过程中的地层变形特性、力学响应、能量积聚及塑性区分布特征.研究结果表明:公路最大沉降量小于规范要求,围岩竖向最大变形为20 mm,水平变形为16 mm;掌子面前方挤出变形明显,最大值为38 mm;边墙能量密度集中现象较显著,位于距洞壁5 m深部围岩处;掌子面前方6 m左右围岩处出现能量积聚,为掌子面稳定关键部位:塑性区主要集中在掌子面前方、拱肩、边墙及墙脚.为此,建议对掌子面进行预加固,保证墙脚和拱肩部位配筋,提高结构整体稳定性.     

小间距大跨隧道施工引起地层变形规律及支护结构受力特征研究

小间距隧道施工引起的地层变形与两隧道间净距有很大关系,净距很小时,不能简单看作两个独立隧道施工引起地层变形的叠加.基于厦门机场路隧道小间距段为工程背景,采用有限差分程序(FLAC30)模拟分析了隧道间净距对地层变形和支护结构受力的影响,并通过实测数据分析了隧道开挖引起地层变形的横向影响范围,对工程的后续施工提供了指导,为大跨度小间距隧道的开发和施工设计提供了较确切的参考数据和理论依据.     

挤压性地层中隧道围岩变形控制

从穿越瑞士列奇堡隧道的挤压变形性极强的碳质页岩带的经验中,可以得出下述结论：圆形含承压单元的支护截面,其收敛变形性总趋势要比马蹄形不含承压单元的支护截面小；圆形支护截面与马蹄形支护截面的变形性没有本质的区别；由于山体构造的不均一性,导致开挖断面的不规则变形,这是使承压单元过早脱落的原因。     

地铁运营隧道上方深基坑开挖卸载施工的监控

上海轨道交通8号线淮海路车站的北风井基坑工程位于运营中的1号线区间隧道上方,基坑挖土深度9．1m,隧道上方因土体开挖引起的卸载达16t。根据计算分析,若不采取特殊设计施工措施,工程施工引起的地铁隧道变形将不能满足地铁安全正常运行。地铁运营单位、工程建设设计施工单位进行深入研究分析,改进设计和施工方法,对施工全过程跟踪监控,克服诸多困难,在工程进展顺利的同时保障了地铁安全。     

浅埋隧道开挖引起围岩及地表变形和应力释放特性浅析

通过数值仿真分析试验,分析了浅埋隧道开挖施工引起的隧洞围岩及地表的沉降变形和应力释放特性规律.试验结果表明,开挖后拱顶围岩沉降变形明显,为施工支护重点控制部位;隧道底部将发生隆起,并随着距离隧道中心线越远,隆起趋于平缓;开挖将引起地表沉降变形,随距离隧道中心线越远沉降越小;开挖引起围岩应力释放大约在3倍洞径左右.     

三维激光扫描仪在软岩大变形隧道变形监测中的应用研究——以木寨岭隧道为例

深埋软岩大变形隧道施工条件和地质环境复杂,三维激光扫描技术采样率高,能够较精确、快速地反映事物的真实形态,从而准确地表明隧道真实、复杂的状况.基于木寨岭隧道工程,将三维激光扫描技术应用于隧道监测,可以实时反映隧道施工超欠挖、衬砌厚度以及变形等数据,有效指导隧道施工.     

粉煤灰地层大断面连拱隧道围岩变形规律研究

粉煤灰地层具有自稳能力差、结构松散、吸水性强、不均匀等特点,因此在该地层修建大断面隧道施工难度极大.本文以盐坪坝隧道为依托,利用Rhinoceros建模并将模型导入FLAC3D计算,对大断面连拱隧道穿粉煤灰地层掌子面附近围岩变形规律进行研究.研究结果表明:中导洞-左右侧壁预留核心土法和中导洞-左右侧壁台阶法开挖时,竖向位移普遍大于水平位移,水平最大位移出现在右洞拱脚约9 mm处,竖向最大位移出现在右洞拱肩约24 mm处,左洞先开挖产生的偏压作用导致右洞围岩位移明显增大,其中中导洞-左右侧壁台阶法在施作二次衬砌后围岩变形速率更大,因此选择中导洞-左右侧壁预留核心土法更有利于围岩稳定.     

矩形隧道施工引起的地表变形分析

运用有限元数值分析的方法,对宁波市开明街～药行街地下通道工程施工过程中隧道周围的地层变形进行计算预测,将计算结果与现场监测资料进行对比,对大断面矩形隧道施工引起的地表变形规律进行分析,为我国推广矩形隧道掘进提供参考。     

新建隧道开挖对既有偏压隧道的影响研究

新建隧道邻近既有隧道施工可能会引起既有隧道结构的较大变形,甚至造成重大事故,这在邻近隧道是浅埋偏压隧道时风险更大。文章依托广西某新建公路隧道的实际情况,使用数值模拟方法计算其开挖对既有隧道应力和变形的影响。结果表明：沿既有隧道纵向,变形最大位置出现在起始开挖断面;沿既有隧道横向,应力变形在断面上反对称分布,变形和应力的最大位置在右侧拱脚处,需加强相应防护监控措施。     

深基坑开挖支护结构水平变形对地表沉降影响的数值模拟

文章通过有限差分软件FLAC3D对深基坑开挖支护结构水平变形和地表沉降进行了数值模拟,并与实测值进行了对比分析.研究结果表明:地下连续墙最大水平位移出现在墙顶,且地下连续墙墙体水平位移曲线呈现一个存在多个拐点的“半杯型”复合形态;墙后地表沉降曲线呈现一个非对称的“凹槽型”形态,这与监测得出的规律是一致的.Ad/Aq因工况不同,其比值也不同,并且随着开挖深度的增加,比值是减小的,同时也反映周围地表沉降具有滞后性;通过各工况定量分析,Ad/Aq大致位于0.4到0.6之间.基坑开挖对墙后地表沉降的的影响范围主要分布在距基坑边沿的1.5倍最终开挖深度,主要影响区在d/H为0～1.0之间,次要影响区在d/H为1.0～1.5之间;沉降最大值出现在d/H比值为0.5区域.     

紧邻地铁区间隧道基坑开挖对隧道结构的影响浅析

文章基于静、动力学有限元分析方法,建立了基坑与隧道相互作用的混合单元离散模型,分析了基坑对隧道结构力学行为的影响以及列车扰动情况下隧道结构的响应特征。研究结果表明,基坑开挖深度、基坑与隧道的距离、基坑开挖空间大小等因素对邻近既有隧道结构的静力变形和列车振动响应均有明显影响,其中卸荷规模是影响隧道位移场的重要因素。因此,可通过地基加固、优化基坑施工工艺、提高隧道结构刚度、加强隧道变形监测等措施来控制隧道结构的变形。     

深基坑开挖对现有地铁车站变形影响模拟研究

深基坑开挖对现有地下建筑物结构造成影响,这种影响的理论解析较难以获得。通过对该问题进行数值模拟研究,采用有限元方法,离散网格得到地层-结构模型,分别选取天然岩土体与混凝土结构的本构模型,并以地质勘查数据为依靠,赋予参数。考虑最不利工况加载边界条件、设计工况,最终得到可靠的模拟结果,对工程开展具有一定的参考价值。     

碳质板岩地层大断面隧道变形控制施工技术

双线大断面铁路隧道通过碳质板岩地层时,极易发生大变形。在现场工程实践和试验的基础上,文章从地质条件、地下水、支护参数、施工工艺等方面着重对碳质板岩地段变形演化机理及引发大变形的各类因素进行了分析,并提出了优化支护参数、加强锚杆对结构变形的控制、注浆纳入工序化管理等控制此类大变形的措施。