淤泥地层中压入式沉井挤土效应的有限元分析

针对淤泥地层中压入式沉井下沉所产生的挤土效应及其环境影响问题,结合某超深地下车库工程,分析沉井压入挤土引起 的土体变形机制,并采用耦合欧拉-拉格朗日(CEL)法对下沉过程进行模拟,重点研究压入式下沉所引起的挤土效应。 研究结果表 明: 1)从土体位移来看,压入式沉井下沉挤土将引起地层发生4种典型变形,分别为井内土塞区的土体上拱、井边沉降区的土体被 带动下沉、稍远的主要隆起区的土体受挤压向上隆起及再远处的次要隆起区的土体隆起幅度逐渐减小; 2)下沉速度越快,竖向挤 土效应越大而水平挤土效应越小,刃脚挤压应力也越大,而当下沉速度为0.2~0.3 m/d时挤土效应最小; 3)土体压缩模量增大,竖 向和水平的挤土效应都会增大,且压缩模量小于2.03 MPa时挤土效应较小; 4)隔离桩可以较好地限制挤土效应引起的土体位移, 但相应地也会使挤压应力增大; 5)为控制挤土效应,建议沉井压入下沉过程中遇到高压缩性的软弱地层时以压入为主,而在遇到 相对较坚硬的地层时则应更多进行井内取土辅助压入。     

黄土地区沉井井壁土压力计算研究

对沉井过程中沉井井壁所受的土压力,普遍观点认为沉井受主动土压力的作用,可根据Coulomb和Rankine土压力理论进行计算与分析。但在西安等黄土分布比较广泛的地区,该法所得土压力与实际的土压力有较大出入。有鉴于此,文中从井后土体回弹再压缩角度提出了比较符合实际土压力的井壁土压力计算方法。     

高速公路软基堆载预压的固结变形有限元分析

沉降与稳定观测是控制路堤填筑速度和评价超载预压效果最基本而又可靠的手段.针对高速公路路基的变形特点,以二维Biot固结理论为基础,以汕湛高速公路汕头～揭西段实际路基工程为依托,利用大型有限元分析软件ABAQUS对堆载预压法处理软土地基进行了过程数值模拟.模拟结果表明;路堤填筑速率对沉降过程有很大影响,堆载方式对孔压曲线的形状具有很大影响;模拟结果合理,对于类似工程的设计和施工具有一定的参考意义.     

黄土隧道地表塌陷原因分析与施工对策研究

基于兰渝铁路工程某大断面黄土隧道的工程背景,分析在黄土地层不良地质段发生地表塌陷、初期支护严重变形、拱顶沉降及洞内收敛过大等现象的原因;同时根据地表塌陷段的地质情况,结合数值模拟分析,提出地表旋喷桩注浆加固地层、洞内超前注浆预支护以及提高初期支护强度的综合处置方案,很好地实现了隧道安全施工的目的。针对黄土地层大变形及地表塌陷区采取的施工控制技术可供今后类似隧道借鉴和参考。     

非线性土中单桩P—Δ效应有限元法计算分析

基于地基土线性假定的单桩P-Δ效应分析研究较多,但基于地基土非线性假定的单桩P-Δ效应分析研究极少。为此,提出等效多段折线弹簧模拟非线性地基土的P-γ曲线,应用有限元法进行非线性地基土中单桩P-Δ效应分析。同时对等效多段折线弹簧模拟非线性地基土P-γ曲线的具体细节进行了总结,以确保计算精度。最后,应用MidasCivil程序建立了有限元模型进行了算例分析。结果表明,等效多段折线弹簧模拟P-γ曲线后应用商业程序计算基桩P-Δ效应是非常便捷的方法,具有工程实际意义。     

高地应力区挤压破碎围岩隧道施工技术探讨

随着采矿、交通、水电工程的发展，许多隧道修建于高地应力区，特别是当穿越挤压破碎围岩时，极易引起隧道及掌子面不稳定，严重影响施工安全与进度。介绍了国外高应力挤压破碎条件的判别方法，对高地应力区挤压破碎围岩隧道开挖支护施工与设计方法及地层预加固技术等进行初步的探讨。     

土压平衡盾构施工地铁引起的地表沉降分析

以深圳地铁五号线的盾构施工为工程背景,对洪浪站-兴东站区间盾构隧道的施工进行了监控量测,根据实测数据,对土压平衡盾构法隧道施工引起的土体变形特性进行了分析,研究了地表沉降过程及其分布规律,结合理论研究与三维数值计算,将有限元模拟结果与实测数据进行对比,二者吻合程度较好。     

静压桩挤土效应对管道的影响研究

在软土地基中,静压桩应用广泛,但沉桩过程中对周围的雨水管道以及建筑等的挤土效应也十分显著,严重者会导致发生破坏;应力释放孔可有效地减少土体侧位移,从而达到保护周围建筑的作用.以上海迪士尼乐园SP-3D探险岛项目为工程背景,结合FLAC3D有限元软件,模拟挤土效应对周围管道的影响,分析挤土效应的作用规律,合理设置应力释放孔,并结合现场监测数据,证明设置应力释放孔能消弱挤土效应.     

盾构隧道施工地表沉降数值分析研究

隧道施工引起的地层损失所导致的地表沉降变形预测和控制，是隧道工程领域重要的研究课题之一。以盾构隧道开挖引起地表沉降变形为研究对象，采用有限元数值分析软件模拟盾构隧道施工过程，分析盾构隧道引起的土体应力场、位移场变化，对比分析不同的地层损失、不同的土体本构模型、土体排水和不排水条件下隧道施工引起的地袁沉降变形规律，并进行了不同影响因素的敏感性分析。结果表明，地表沉降槽近似正态分布曲线，地表沉降的主要影响因素依次为隧道埋深、内摩擦角、压缩模量、粘聚力和泊松比；提出了盾构隧道施工引起的地表沉降计算模型，并采取有针对性的措施来减少地表沉降，减小对周围环境的不良影响。     

曲线顶管施工引起的地表变形预测研究

为了研究曲线顶管施工引起的地表变形,通过分析拱北隧道管幕工程曲线顶管现场实测数据,得出曲线顶管地表沉降槽的偏移曲线;在现有Peck和Loganathan地表变形计算公式的基础上,考虑曲线顶管与隧洞的相对位置对沉降槽偏移量的影响,得出经过沉降槽偏移修正的Peck和Loganathan地表变形预测公式。结果表明:1)曲线顶管施工引起的地表沉降槽曲线表现为非对称,最大沉降点可能出现在轨迹弯曲内侧,也可能偏向外侧;2)曲线顶管与隧洞相对位置引起的土体损失变化是造成沉降槽偏移的主要原因,相对位置与顶管穿越地层性质、顶进力、注浆压力和轨迹曲率半径等因素有关;3)修正的Peck公式可以较好地反映砂层和淤泥质土层中曲线顶管施工地面沉降槽偏移效应和最大沉降量。     

预应力管桩施工挤土效应的分析

预应力管桩施工时会产生挤土效应,对周边工程环境造成不良影响。通过对佛山一环试验段工程预应力管桩施工过程中孔隙水压力变化、深层土体侧向位移变化及表面沉降的监测,对预应力管桩在软基中挤土效应进行了分析和研究,并提出一些措施和建议,为设计与施工提供参考。     

采用不同本构模型对盾构施工引起地层位移的数值模拟研究

为揭示莫尔-库伦模型和修正剑桥模型在模拟盾构施工引起地层位移的不同,以能够反映施工工况的地层损失率为控制参数,采用2种模型模拟盾构施工引起的地层位移,从机制上分析2种模型计算结果的不同,并与Peck公式的计算结果和实测数据进行对比。主要结论如下： 1）莫尔-库伦模型计算的隧道中心的最大沉降大于实测数据和Peck公式的计算结果,计算的远离隧道中心处的位移为回弹性质。 2）修正剑桥模型计算的最大沉降与实测数据和Peck公式的计算结果基本吻合,但计算的沉降槽宽度偏大。     

高速公路软土地基稳定分析

介绍高速公路软基沉降预估的计算方法,分析软基沉降预估计算误差产生的原因,并提出减少软基沉降预估误差的途径。     

导洞施工中群洞效应对地表沉降的影响

导洞为PBA工法进行大型地铁车站施工的主要临时结构,具有距离近、个数多的特点。为研究多个导洞施工的群洞效应,采用三维数值计算模型,讨论了地表沉降影响随导洞的施工顺序、工法、施工间隔和台阶长度等因素的变化规律。以地表沉降为指标,采用正交试验方法进行4因素3水平的试验研究。极差分析结果表明,导洞的施工工法是影响地表沉降的最主要因素,而导洞的施工工序影响较小。导洞的施工间隔和台阶长度对地表沉降的影响并非单调函数,有最优值的存在。因此,可通过优化导洞间施工间隔和台阶长度来降低地表沉降。     

地铁隧道穿越地裂缝施工对既有桥梁影响分析

以西安地铁二号线穿越长安立交和f6地裂缝段为例,利用ABAQUS有限元软件对地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁建立三维模型进行模拟分析,并将现场监测数据与数值模拟结果进行对比分析,得出以下结论：1）地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁桥墩具有一定的影响,对第3排桥墩沉降影响明显;2）地裂缝在短期内对地铁隧道开挖的影响不明显,需对地裂缝处结构进行长期监测。同时,建立了地铁隧道与地裂缝相距不同水平距离的二维模型,通过分析给出了在西安地区临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离为3倍隧道直径。     

初应力法模拟隧道开挖过程的有限元原理及列式

阐述有限元方法模拟隧道开挖过程的理论和公式,提出分析中的若干基本概念和问题,描述采用ANSYS软件模拟开挖的原理和步骤。通过算例说明模拟分析的有效性。     

软岩超浅埋近接跨越既有隧道地层变形分析

城市地下工程中常遇到软弱围岩近接问题。深圳市丰盛町地下街D区就是软岩超浅埋近接跨越既有隧道的典型工程,它在垂直下穿埋设有大量地下管线的深南大道的同时上跨两孔地铁区间隧道,其最小埋深仅3.9m,结构跨度13.7m,地下街底部与地铁隧道顶部的净距仅为0.33m,地层变形控制十分困难。针对丰盛町地下街D区的工程特点,根据设计和施工方案,运用有限差分软件FLAC3D进行三维数值模拟,预测地下街施工引起的地层变形及地铁区间隧道变形以验证方案的合理性,总结出软岩超浅埋近接跨越既有隧道地层变形分布规律,为今后类似工程提供借鉴。     

间接作用引起的墩身裂缝有限元分析

钢筋混凝土结构在施工或使用期间出现超过规范允许宽度的裂缝是一个常见问题。结合某铁路桥施工期间钢筋混凝土墩身开裂现象,通过理论与有限元仿真相结合的方法,对裂缝的出现原因及发展过程进行了分析。结果证实墩身裂缝是由温度、收缩等间接作用引起的,并在此基础上提出了有效控制裂缝宽度的方法。     

利用地源热泵防止季节性冻土路基冻解破损的数值分析

为解决季节性冻土区路基结构因冻解破损而发生的各种病害,利用地源热泵系统改变路基结构温度场.以109国道青海省季节性冻土区路基为研究实例,运用ANSYS模拟分析109国道季节性冻土区原始温度场,并分析了地源热泵路基的工作原理及运行效果;介绍了地源热泵系统形式及设计计算中的有关问题,得出地源热泵路基系统的设计参数;利用ANSYS有限元法对地源热泵路基的水平埋管进行模拟分析,通过对比分析得出路堤中水平埋管宜分2层布置(-1m处埋置4根,每管间距为2m;-3.5m处埋置5根,每管间距为4 m).在上述设计方案下,该地区在全年最冷时刻路基易发生冻胀区域的地温超过0℃.通过模拟分析得出,地源热泵路基是一种新型路基结构,该系统对于防治季节性冻土路基冻胀病害具有积极作用.     

地铁隧道施工竖井降水开挖引起的地表沉降分析

为评估城市地铁隧道竖井施工产生的地表沉降,结合深圳地铁5号线某暗挖区间竖井施工,采用有限元和流固耦合方法对该竖井的降水及开挖施工进行三维数值模拟分析,得到竖井降水和开挖引起地表沉降的变化和分布。根据地表沉降计算结果可得到如下结论:1)竖井单纯进行开挖而不降水引起的地表沉降远小于开挖和降水耦合作用引起的总沉降;2)距竖井越近,开挖引起的沉降占总沉降比例越大;距竖井越远,降水引起的沉降占总沉降的比例越大;3)在地表最大沉降处降水产生的沉降占到了总沉降的65%。