砂土地层中隧道施工引起土层沉降的颗粒流模拟研究

为研究隧道施工条件下土层的沉降规律,利用离散元软件PFC2D,建立隧道-土体颗粒流数值模型,模拟砂土地层隧道施工过程中的土层沉降。研究结果表明： 通过设计,颗粒流方法可有效模拟隧道施工的开挖问题;土拱效应的发挥程度与地层损失率成正比,同时土层剪应变率呈现由隧道中轴线向两侧逐渐减小、由深层向浅层逐渐展开的分布规律。分析结果可为工程实践中分析砂土地层隧道施工引起的土体沉降规律提供理论依据。     

道路工程真空预压环境效应现场试验研究

结合南京浦口区西江路工程真空预压处理软基实例,针对其在道路两侧真空预压影响区产生的沉降和侧向位移等环境效应问题,通过现场试验研究影响区土体的沉降和侧向位移变形规律。结果表明:南京长江河漫滩地区道路工程使用真空预压法处理软基时,若周围不采取防护措施,最大影响范围约为28 m;最大沉降发生在加固边界处,随着与加固边界距离的增加沉降衰减较快;侧向位移随着真空预压加固边界距离的增大和土层埋深的增加,呈现逐渐减小的趋势;抽真空前期以上部土体变形为主,后期以深部土体变形为主。     

桥墩承台对高架桥下路面不均匀沉降的影响

为研究承台对高架桥下桥墩间路面不均匀沉降的影响,运用midas GTS NX软件从承台埋深和路面刚度两方面对高架桥下路面不均匀沉降的影响进行模拟分析。当承台的埋深在1~2.5m的范围内时,随着承台的埋深增加,路面的沉降差也逐渐减小,并且减小幅度较大。当路面的弹性模量在5~15GPa的范围内时,道路的沉降差递减变化显著,递减的速率较大,差值减小幅度也较大。随着承台埋深的增加,高架桥下路面的沉降差逐渐减小。随着路面刚度的增加,高架桥下路面的沉降差也逐渐减小。适当的增加承台的埋深,提高路面刚度有利于改善高架桥下桥墩间路面的不均匀沉降。     

重载铁路泥岩路基沉降数值分析

以内蒙古鄂尔多斯铁路工程为例,使用有限元分析方法建立了DK16+559断面的分析模型。计算模拟出列车以一定的速度移动过程中产生的竖向动荷载,将模拟出的列车荷载施加在路基路面上,得到路基沉降分布。结果表明:列车行驶速度在60 km/h时,路基最大沉降量为4.74×10-3 m,发生在路基表面,沉降沿竖向和水平方向逐渐减小,在深度为7.5 m处沉降趋于零;在相同行驶速度下,沉降随着深度的增加逐渐减小;随着列车行驶速度的逐渐增大,路基土体沉降的均值基本没有增大,但是变化幅值越来越大。     

类矩形盾构隧道下穿引起既有隧道竖向位移计算方法研究

为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道,以土体损失作为造成既有隧道沉降的唯一因素开展室内模型试验,并对拱顶位移进行施工全过程测量,将实测值与理论计算结果进行对比验证。研究结果表明： 1）理论计算结果与实测值较为吻合,证明了理论计算方法的可靠性; 2）类矩形盾构隧道下穿既有隧道造成既有隧道沉降的规律与圆形隧道一致; 3）由于土体损失,新建隧道下穿会导致既有隧道发生沉降,在新旧隧道投影交汇处的既有隧道拱顶变形最大; 4）既有隧道拱顶沉降变形随着开挖面的掘进逐渐增大,且存在一个快速变形的阶段。     

顶管施工中地面沉降影响因素及测量数据分析

内蒙古呼和浩特市盛乐现代服务业集聚区电力隧道项目共设有7处顶管,顶管总长540m。采用顶管施工下穿既有城市道路时,电力隧道周围土体应力释放会导致地层变形和路面沉降,当路面沉降量达到一定程度时会危及行车及地下管线安全。因此地面沉降监测是顶管施工过程中的一项重要工作。本文着重分析了大断面电力隧道顶管施工过程中地面沉降影响因素以及地面沉降特征规律,论述了地面沉降监测原则及要求,分析了地面沉降测量数据。     

富水圆砾地层土压平衡盾构停机地层变形特征实测分析

为分析盾构停机期间地层变形规律,依托某富水圆砾地层地铁区间盾构工程,对盾构停机前后地层沉降变形和掘进参数变化进行监测和研究,并计算单纯由盾体下卧层压缩引起的地层沉降。结果表明:盾构停机对盾体前方土体沉降变形影响更大,且沉降速率与停机时间密切相关;盾体后方土体沉降主要受盾构掘进地层损失影响,其沉降逐渐稳定,且土层深度越浅沉降越早稳定;对于近距离盾构下穿施工,下穿前停机造成的影响比下穿后停机造成的影响更大;盾构停机复推时由于总推力和上土舱压力大幅增大,地层沉降曲线出现先隆起再下沉的波动,深层沉降波动幅度显著大于地表沉降,表明富水圆砾地层盾构停机会放大对邻近深层土体的扰动影响,在盾构近距离下穿既有地下工程施工过程中应尽量避免停机。     

地铁盾构区间隧道近接下穿综合管廊影响研究

地铁盾构区间隧道施工下穿既有综合管廊时,周围土体产生扰动,引起周围土体的变形,会使既有综合管廊产生附加应力和变形,威胁结构安全。为了研究盾构隧道下穿过程中对既有综合管廊的影响,探索不同穿越交角下既有管廊的变形规律,采用三维有限差分法进行模拟,分析盾构隧道施工过程中既有综合管廊的沉降变形规律、地基加固对管廊沉降的控制效果及不同下穿交角对既有综合管廊沉降的影响。计算结果表明：既有综合管廊在盾构机附近主要产生纵向上的不均匀沉降,随着盾构掘进,沉降逐渐增大,进行地基加固后能够有效减小既有管廊的沉降变形。当下穿交角较小时,既有综合管廊沉降变形增大。通过本文的研究,可以为类似工程提供指导。     

基于流变理论的基坑回填后地下通道变形数值分析

基于流变理论,运用有限元软件ANSYS建立三维有限元模型,并应用EDP弹塑性模型和西原正夫蠕变模型进行模拟分析,研究地下通道回填后时间效应对土体及结构物的变形规律。结果表明：基坑回填完成后,随着基坑支护距离的增大,地表Z向位移逐渐减小,主体上部结构最大X向位移变化不大,约为0.09 mm。土体沉降和上部结构沉降随时间变化规律基本相同,都表现为最大沉降越来越大,变化速率开始很快,随后越来越慢,最后趋于稳定状态。     

双线隧道施工过程中地层变形控制数值分析

结合现场地形及工程地质和水文条件，选择合理的施工工法，基于理论公式和岩土有限元软件，针对双线平行隧道穿越河道开挖支护施工的全过程及施工参数的调整进行分析，研究隧道周围土体的变形沉降规律。结果表明：双线隧道开挖具有协同效应，随着两条隧道相对水平距离C的变化，地表沉降趋势由V型变为W型，进而变为两个单独的V型；越接近隧道开挖的土体，扰动越明显，伴随右线隧道的开挖和支护，两隧道中间地层变形逐渐得到控制，最大地表沉降向右偏移，符合Peck正态分布规律；分析不同施工参数下的变形规律，使地层沉降得到有效控制。     

地铁车站洞桩法施工引起的邻近管线沉降规律研究

为了解地层变形引起的管线沉降规律,依托北京地铁10号线黄庄站工程,基于地表和管线沉降的实测数据,利用时程曲线分析车站洞桩法施工引起的邻近典型管线变形规律。洞桩法车站施工引起的管线沉降主要分为3个变化阶段：初期缓慢变化期,掌子面通过测点时的急剧变化期和掌子面通过后的稳定期。管道与土体在车站施工过程中产生一定的沉降差,在管道正下方土体开挖时差异沉降迅速增大,掌子面通过测点一定距离后,差异沉降趋于稳定。     

高填方路基压实与路基路面病害的关系分析

从全国范围来看,高填方路段路基、路面的病害是普遍现象。影响高填方路段路基、路面病害的因素很多,但路基施工时的压实质量肯定是一个重要因素。文中从分析路基压实与路基土体的强度和路基沉降之间的关系入手,探讨高填方路基压实对路基、路面病害的影响。     

公路软基沉降规律的现场试验研究

为了研究公路软基沉降特性,文章结合四川达渝高速公路建设工程,现场观测了填方路堤土压力、路基沉降以及空隙水压力变化情况。结果表明:路堤填方施工过程是随机增加的,引起的沉降变形规律的不确定性。路基、路堤沉降的发展过程与荷载和时间都有关系,表明土体既有压缩变形,也有固结变形和流变变形。原状地基,尤其是软基的沉降量远大于填方土体的沉降量。填方路堤土体本身的最终沉降量沿横断面是中间大、两边小。填方路堤土体的自身沉降值是下部大于上部。对于基础面积较大,软土层深度相对基础宽度不大,以一维固结理论是可靠的。     

分离式车站洞桩法施工地层变形规律分析

以北京地铁国贸站为工程背景,采用现场实测方法,研究分析了大跨度分离式地铁车站采用洞桩法施工,引起周围地层沉降变形以及拱顶沉降与地表变形的主要规律和影响因素。认为地层纵向沉降明显分为前期沉降、急剧沉降、沉降收敛区,而急剧沉降区分为导洞施工、扣拱、下部开挖3个阶段;横向沉降符合Peck曲线,影响范围为3～4倍洞径。拱顶沉降主要发生在扣拱以及下部土体开挖阶段,与地表变形相对应,如果扣拱施工、下部土体开挖、钢支撑支护比较及时,施工工艺合理,可有效防止土体持续松弛变形。     

冻融循环与动载耦合作用下低路堤路基沉降数值研究

为探讨动载与冻融循环耦合作用下低路堤路基的沉降规律,以季冻地区典型低路堤断面为研究对象,利用ADINA有限元数值分析软件,建立了冻融循环和行车动载耦合作用下的路基三维分析模型。根据冻融循环期,将模型划分为6个过程模拟分析了低路堤沉降的竖向、水平位移及最大剪应力随时间和交通量变化的一般规律。研究结果表明:低路堤路面竣工后前6年弯沉增加较快,随着时间的推移,累积沉降逐渐趋于稳定;随着车流量的增加,由行车荷载和冻融引起的累积沉降和剪应力增大速度增快,限制超载是减小累积沉降的关键;隔离层能有效控制路面弯沉、地表水平位移和剪应力;分析模型实现了路基冻土体力学特征值的动态控制,为季冻区的低路堤沉降变形计算提供依据。     

瘦西湖超大直径盾构隧道施工对周边环境影响分析

大直径曲线盾构隧道中,盾构掘进时盾构对其两侧和拱顶上方的土体作用不同,不同位置土体表现出不同的变形规律。为了保证曲线盾构隧道施工安全进行,并针对变形的差异性提出相应的解决方案,采用现场监测和FLAC 3D数值模拟相结合的方法,对超大直径曲线盾构隧道施工中周边土体变形进行分析,监测项目包括地表沉降、分层沉降、土体深层水平位移。研究结果表明:1)随着隧道掘进,地表沉降呈现反"S"形变形趋势,与3个变形阶段对应,即盾构切口到达时缓慢隆沉,盾构通过时沉降较快,盾尾脱出时沉降趋于稳定;2)横向沉降槽曲线中,掘进时隧道掘进方向曲线内侧沉降量比外侧对称位置沉降更大;3)土体水平位移在隧道掘进方向曲线内侧变形量小于外侧变形量。     

矩形闭合地下连续墙基础沉降特性分析

在有限元分析的基础上,采用Drucker-Prager弹塑性模型对黄土层中地下连续墙的沉降特性进行了较详细的探讨。计算结果表明:墙端阻力的大小决定了土体的竖向沉降变形,墙端以下土体的竖向沉降变形主要产生在墙端下约1.5倍基础宽的深度范围内,且沉降量随着深度的增加而迅速减小;竖向荷载作用下墙芯土体竖向沉降变形值在墙顶附近最大,沿深度方向逐渐变小,在墙端附近其值变化速率最大,墙端以下土体沉降迅速衰减为零;墙外侧土体竖向变形沿深度先增加,由于端阻力的的作用,在墙端附近达到极值,然后减小并趋于零;在水平面上,竖向变形从墙侧向外逐渐减小并趋于零,在墙体接触面附近其值最大;墙周土体的变形模量对基础沉降的影响大,而土体的泊松比对基础沉降的影响较小,提高墙土接触面的摩擦系数有利于减小基础沉降。     

铁路交通荷载下桩承式路堤承载性状分析

依托某铁路桩承式路堤工程，通过室内桩-土剪切试验，分析水泥土桩-土接触面的摩擦系数在不同界面粗糙度、水泥掺入比和土体含水率下的变化规律，得出适应不同工况的摩擦系数。采用ABAQUS软件，对不同车辆速度和车辆荷载作用下桩承式路堤的承载性能和路堤沉降进行研究，得出桩和桩间土的荷载分布规律及桩顶、桩间土和路面最大沉降的变化规律。     

基于双曲线拟合法的超载预压卸荷沉降速率标准研究

基于双曲线拟合法,推导出恒载下地基沉降速率与剩余沉降之间的关系式、剩余沉降与工后沉降之间的关系式,据此建立了超载预压卸荷沉降速率标准的计算公式,并给出公式中相关参数的确定方法,最后对一个工程实例进行了分析。结果表明:沉降速率标准不仅取决于允许的工后沉降,还与土体固结性质、路面设计使用年限和超载量引起的地基最终沉降有关;超载预压时按该建议的沉降速率标准卸荷,控制的工后沉降非常接近允许值,证明了该沉降速率标准公式的正确性。     

海堤段沥青路面裂缝破坏规律及机理分析

国内外越来越多疏港道路采用海堤形式,但海堤道路的路面经常出现严重的裂缝病害。该文以东海大桥连接段海堤高速公路的检测和调查数据为基础,总结海堤道路路面裂缝破坏规律,并建立海堤道路路面结构有限元模型,通过分析路面结构模型的应力分布研究裂缝产生的机理。研究成果表明:海堤道路路基的纵向沉降曲线宜采用折线形式进行拟合。海堤道路路面裂缝破坏与路基不均匀沉降高度相关,裂缝率出现极值的路段均位于路基沉降曲线的转折位置,不均匀沉降引起的基层开裂是造成海堤道路路面裂缝破坏的重要原因。