盾构施工对土体应力扰动过程的三维数值分析

基于比奥固结理论,应用ABAQUS软件,建立了包括盾构管片、注浆层、注浆压力、开挖面推力等参数的盾构施工三维有限元计算模型,并对模型进行了验证.采用分步开挖的方法模拟盾构施工对周围土体的应力扰动过程,计算并分析了主应力大小、方向以及孔隙水压力等参数,分析结果表明:盾构施工对周围不同区域土体有加载或卸载作用,从而产生正的或负的超孔压;在土层渗透系数较小时,盾构施工之后土体中仍存在较大的超孔压,造成土体长期固结变形,使管片荷载随时间增大;采用三维流固耦合有限元计算方法可合理模拟含水地层的盾构施工过程.     

饱和软黄土地铁隧道施工地表沉降分析与预测

结合西安地铁1号线朝阳门——康复路暗挖区间饱和软黄土地段隧道施工及现场监测,对单线、双线隧道开挖纵向及横向地表沉降发展和分布规律进行分析,运用Peck公式建立饱和软黄土地层地铁隧道单线及双线开挖地面沉降预测模型。     

基于能量原理的弹性地基梁底面摩阻效应分析

针对Winkler地基模型不能考虑梁与地基底面摩阻效应的不足,在地基与梁底接触面上引入一系列各自独立的水平弹簧,假定弹簧反力即切向摩阻力与梁底和地基间的切向相对位移成正比,从能量角度出发,基于最小势能原理,建立考虑底面摩阻效应的弹性地基梁能量方程,并引入位移形函数进行求解,导出对称载荷条件下考虑切向摩阻力作用时地基梁位移及内力解答。最后通过地基梁计算实例分析,验证该解答的正确性和合理性,并对相关计算参数进行深入探讨。计算结果表明:切向摩阻力沿梁长呈非线性分布,其对地基梁挠度及弯矩计算的影响较大,而对剪力的影响并不强烈。     

考虑土体小应变特性的浅埋暗挖地铁隧道施工扰动影响的数值分析

借助霍耳局部应变传感器和非接触传感器,对传统三轴试验进行改进,研究北京典型土体的小应变刚度及其随应变变化的规律;通过引入二次函数形式表述的应变历史,分析小应变刚度的变化,采用修正Hardin-Drnevich模型表征小应变力学特性。以浅埋暗挖工法地铁隧道下穿北辰桥为例进行既有桥梁沉降的数值模拟,并与实际监测结果进行对比。结果表明:运用考虑小应变特性的模型得到的预测值与监测结果较为吻合,与常规模型的预测结果相比,预测精度最大提高26%。     

循环荷载作用下饱和软黏土海床的刚度衰减模型研究

在地震和波浪等循环荷载作用下,海床内部产生循环应力、循环应变以及超孔隙水压力累积,可能造成饱和软黏土地基强度和刚度的降低,对桩基础的承载性能产生较大的影响.将反映土体软化特性的参数引入等效黏弹性模型中,建立考虑循环荷载作用下饱和软黏土刚度衰减以及动应力-应变非线性和滞回性的修正模型,基于动三轴试验结果反演获得饱和Kao...     

软土地基桥台前移原因分析与综合处理方法

软土地基上修建高路堤桥台时,软土层会因压密下沉产生塑性流动,使桥台桩基承受附加水平压力而发生前移,若对此不采取有效措施,常会引发严重的桥台病害等问题,综合分析了软基桥台前移的成因,探讨了软土路堤影响桥台桩基的几个关键问题,对防止桥台前移的一般工程处理办法进行了评述,提出了控制深厚软土地基高桥台前移综合处理措施的设计计算步骤,这对软基桥台的设计、施工有一定的参考价值。     

软土路基固结沉降机理及其预测方法研究

针对软土路基沉降难以预测的实际情况,对软土路基沉降发展规律及其特点进行了深入讨论,提出了软土路基沉降发展的发生-发展-稳定-极限四阶段划分法。在此基础上,基于3种社会经济预测S型成长曲线模型,引入组合预测的思想,提出了一种预测软土路基沉降发展规律的变权重组合预测方法,并采用数学规划方法进行了求解,结合某具体工程对预测方法进行了验证。结果表明,该模型预测效果比其他单一模型具有明显的优越性,其预测曲线与实测数据曲线吻合良好,且分析方法灵活,为软土路基沉降发展预测提供了一种有效而实用的方法,具有一定的工程实用价值。     

粉质黏土层大直径泥水盾构掘进地层扰动分析

针对盾构机在粉质黏土层中推进引起的地层扰动进行分析尤为重要。以新建京张高铁JZSG-1标段清华园隧道2号～1号盾构区间为例,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,研究大直径泥水平衡盾构隧道穿越粉质黏土层引起的地层扰动,得到土体横向水平位移及地表沉降的变化规律。需对横向1.5D范围内地表及建(构)筑物进行地层加固、加强监控量测;在盾构掘进过程中,应根据沉降数据实时调整盾构掘进参数及加固方案,以期更好地控制地表沉降。针对掌子面释放系数和注浆层软化模量进行参数分析数值计算,提出地表沉降的有效控制方法,在条件允许情况下适当提早管片的拼装及适当加快注浆层的硬化速度,可有效控制地表沉降。