滑动式沉降仪观测路堤沉降试验研究

通过现场试验数据,验证了滑动式沉降仪在路堤全断面沉降观测中具有简便、测量精度高等优点,同时,该手段为控制路堤变形并进行稳定性分析提供了可靠的依据,对其他相关工程处置也有一定借鉴作用。     

戈壁土路基沉降监测技术及其变形特征研究

兰新铁路第2双线新疆段气候条件严酷,现有的人工水准测量的沉降观测方式难以满足规范所要求的频率和频次。中铁西北院研发了CDI-400组合式沉降仪,并选择有代表性的试验工点对路基沉降变形特征进行评估。CDI-400组合式沉降仪绝对误差在±0.2 mm以内,对高铁路基沉降的观测可以满足相关技术要求;试验工点地基沉降量均值为10.38 mm,其中路基填筑阶段发生了6.0 mm,路基填筑完成后发生了4.38 mm,地基沉降主要发生在路基填筑阶段;路基本体的压缩沉降量非常小,均值为1.14 mm,路基总沉降主要体现为地基的沉降,戈壁土地区采用冲击碾压的地基处理方式可以达到客运专线对路基沉降控制的要求;戈壁土的地基沉降主要发生在瞬时沉降阶段,表现为剪切沉降变形。     

铁路软土地基处理方法合理选择试验研究

基于某高速铁路深厚软土地基水泥搅拌桩、真空联合堆载预压及砂桩等载预压加固三种加固方法的现场试验,应用分层沉降仪、孔隙水压力计等进行了现场监测与分析,探讨了不同软土地基加固方案中地基沉降随时间、荷载的变化规律,同时估算了工后沉降。从工后沉降、沉降速率的控制效果及经济性三方面,综合比选了三种软土地基加固方案的优缺点,综合各种指标,水泥搅拌桩、真空预压联合堆载处理软土地基优势较明显,建议高速铁路地基处理中优先考虑。     

浅埋暗挖地铁隧道引起地表沉降的数字模拟与实测分析

地铁隧道施工引起地表沉降问题是地铁隧道建设最难控制且亟待解决的关键性问题之一。根据土体变形机理,对我国北部某城市浅埋暗挖地铁隧道开挖地表沉降量进行有限元预测计算,并利用施工路段现场监测值对模拟结果进行验证。验证结果表明:应用有限元软件模拟计算得到最大竖向沉降量产生在隧道轴线正上方位置,施工结束后的最大沉降值约为39.9 mm;实际监测MS-6断面施工结束后的最大沉降值为55.1 mm;实测值与模拟计算值存在一定差异,距离隧道轴线位置越近,两者差异的数值越大。实测地表沉降值与模拟计算值整体变化一致,因此应用有限元模拟浅埋暗挖地铁隧道引起地表沉降量是可行的。     

高速铁路运营期沉降监测的数据处理与分析

利用误差理论研究由于二等水准测量附合路线闭合差引起的起算点稳定性分析的"检验盲区"。通过模拟实验(单点沉降和区域沉降),引入3 mm下沉误差,分析起算点不稳定性对下一级水准点(监测点)成果的影响。在单点沉降情况下,其影响值与不稳定起算点的距离有关,最大影响值为2. 6 mm,会出现"稳定点上升"、"沉降点下沉"的现象,稳定水准点的上升值随着与"异常区域"距离的增大而减小,并与"单点沉降"实验中的值相同;而各不稳定水准点的下沉值则随着与"异常起算点"距离的增大而增加,最大影响值为-0. 8 mm。结合工程算例,比较分析了"高程分析法"和"高差分析法"的差别,通过对比得出,由于"检验盲区"的存在,高程分析法引入了工作基点(起算点)的高程误差,而高差分析法消除了工作基点(起算点)引入的高程误差影响,可以更客观地反映构筑物间的差异沉降量。     

基于万有引力搜索算法优化支持向量机的软土路基参数反演

理论计算沉降误差较大的一个重要原因就是其涉及的土体参数取值不够准确,因此,参数反演成为减小参数测试误差的一种有效手段。为此,结合数值分析和智能优化,提出一种基于万有引力搜索算法优化支持向量机的软土路基参数反演方法。根据均匀试验设计方法,对加载过程中的路基沉降进行数值模拟,并根据数值计算结果构造出支持向量机的训练样本。同时选择适用性强且应用广泛的径向基函数作为核函数,建立支持向量机沉降代理模型,从而减少有限元计算沉降的次数和耗费的时间,提高运算效率。运用万有引力搜索算法对支持向量机的2个重要参数进行寻优,进一步提高支持向量机的拟合精度,获得优化后的沉降代理模型。利用优化后的沉降代理模型计算得到随荷载与时间变化的沉降序列值,并将路基的实测沉降序列数据作为比较依据,根据实测沉降序列值与计算沉降序列值之间的残差平方和最小的原则获得需反演的参数。运用该反演方法对广东某高速段软土路基的工程实例进行分析,将2个计算断面反演得到的参数再代入数值模型中计算。研究结果表明,得到的沉降计算值与实测值的相对误差分别为3.68%和4.76%,说明该反演方法行之有效且精度较高,为岩土工程参数的反演提供了一种新手段...     

基于改进GAP模型盾构隧道开挖诱发地表沉降规律研究

基于Rowe提出的GAP模型,考虑管片背后注浆对隧道开挖收敛模式的影响,对该模型进行了改进,通过自行编写Fish语言在FLAC2D软件中实现了该模型。利用改进后的模型研究了盾构隧道开挖引起地表沉降规律。结果表明:当隧道埋深较浅时,沉降槽窄而深,反之,沉降槽宽而浅;当隧道埋深小于临界值时,隧道埋深和地表最大沉降值近似线形关系;当隧道埋深大于临界值时,逐渐变成平缓的曲线;随着埋深的增加,地表沉降坡度逐渐减小,最终趋于零。评价隧道开挖对临近建筑物影响时,采用地表最大沉降值和沉降曲率两个参数作为控制标准更为合理。     

黄土地区浅埋暗挖地铁隧道施工地层变形规律

为了解黄土地区浅埋暗挖地铁隧道地层变形规律,利用自主研发的多点位移计对西安地铁2号线实体工程进行地层变形量测,该多点位移计具有精度高、量程大易于生产、便于运输、锚头结构简单等特点,适用于隧道浅埋段围岩内部位移的量测。测量结果表明：地层变形从大到小顺序为拱顶附近、8~10 m之间地层、地表、2~6 m之间地层;各测点的沉降呈二阶台阶状,施工降水为第一个下降台阶,掌子面开挖为第二个下降台阶;地层横断面变形呈漏斗形,隧道中心轴附近地层沉降值最大,越向两边地层沉降值越小;地层各点沉降经历4个阶段：降水沉降阶段,占总沉降值的45% 左右;微小沉降阶段,占总沉降值的不足10%;沉降剧增阶段,占总沉降值40%~50%;沉降基本稳定阶段。     

分布式光纤传感技术应用于PVC沉降管的试验研究

推导了由粘结于PVC沉降管的分布式光纤测试应变计算沉降管竖向挠度的差分计算方法,并将由该方法计算出的挠度值与试验中应用百分表实测的挠度值进行了对比分析。研究结果表明:利用分布式光纤测试应变计算出的挠度值所绘制的挠度曲线图较好地反映了荷载作用下PVC管的变形特性,计算值与实测值呈现良好的线性关系;根据线性拟合关系式计算出的挠度值与实测挠度值非常接近,最大相对误差的绝对值在8%以内,平均为3.44%,证明了所采用的挠度值差分计算方法及拟合公式可靠、实用。     

弱膨胀土地区基坑周边地表沉降预测模型的构建

为了探寻弱膨胀土地区深基坑周边地表沉降和时间的关系,选取淮南市数码广场深基坑监测数据,采用Origin专业软件分别建立Ratkowsky模型、泊松曲线模型、对数曲线模型、二次曲线模型、三次曲线模型、幂函数曲线模型6种回归模型进行拟合分析。通过回归方程拟合度、回归方程显著性检验以及回归系数显著性检验,发现幂函数曲线模型拟合度较高。应用该模型对基坑南侧道路上DL08的监测数据进行预测,预测值与实测值相符。该非线性幂函数曲线模型可用于同一地区地表沉降的预测。     

黄土隧道拱顶沉降高分辨率数据分析

选取黄土隧道初期支护完成后一段时间,通过远程采集拱顶动态下沉数据和环境温度变化数据,对隧道沉降数据予以分析表明:拱顶沉降总趋势符合同类围岩隧道拱顶沉降特征,收敛变形趋于稳定。该类隧道沉降基本稳定后,微小的变形数据显示出和温度存在一定的相关性:一方面,由于静力水准仪液面受温度的影响所致;另一方面,隧道围岩受温度的影响,也产生极微小的变形,但均与热胀冷缩的物理过程有关。     

高速铁路松软土路基CFG桩工艺性试验研究

武广客运专线全线内有松软土路基,根据地质条件综合分析及沉降估算,工后沉降不能满足铺设无碴轨道要求,为此,对软土层埋深大于2m的路基段进行CFG桩加固。为测定在该种地质条件下控制参数,在武汉工程试验段内进行了CFG桩加固路基试验,以形成适合该工程段地质条件下的施工工艺。     

客运专线桩复合地基复合模量计算方法探讨

客运专线对路基沉降控制较普通铁路更为严格,复合模量作为桩复合地基沉降计算的重要参数,是衡量加固区土层刚度与应力扩散作用重要指标,而目前结合面积加权法获取复合模量计算复合地基沉降值与实测值误差较大,探索更为合理桩复合地基的复合模量计算方法已经成为工程界面临重要课题之一。本文采用弹性力学理论法、剪切位移法等,对桩合地基的复合模量进行修正计算,并将成果应用到甬台温客运专线DK273+300搅拌桩联合插塑板(长板-短桩)多元复合地基断面与DK234+600浆喷桩和布袋桩联合处理软基断面沉降计算分析中。研究结果表明:利用修正公式计算复合模量较利用面积比公式计算值大,且不同修正法得到完全不同的计算值,在沉降中要慎重选取计算方法。研究成果可以为客运专线软土桩复合地基设计提供理论参考。     

高速铁路无砟轨道软土地基沉降区深部转移的不平顺控制理论及应用

提出将软土地基沉降区向深部转移以控制轨道不平顺的思想,结合产生沉降的某高速铁路路基地质条件建立地基沉降传递模型,阐释了沉降区转移到深部以后,利用沉降变形向上传递过程中波长增加、幅值随之衰减以控制轨道不平顺的基本原理;研究刚性桩加固地基中下卧层沉降变形对轨道不平顺及刚性桩加固区稳定性的影响规律,验证基本原理的可用性和刚性桩加固技术实现沉降区深部转移的可行性;应用沉降区转移控制轨道不平顺理论分析判断现场地基沉降区位置,与实测结果一致,验证了本文理论的实用性。     

新建铁路大临线临沧站站场路基沉降评估分析

为探索施工期站场路基沉降规律,以临沧站为例建立现场监测段,采用曲线拟合法对路基沉降值进行预测,确定适合该地区的沉降预测手段;并对施工期高填方路基内部应力特征及路基沉降特征进行总结分析;依据相关国家规范,制定针对施工期站场路基质量的评估体系。研究结果表明:三点法和指数曲线法对该地区沉降预测适应性较好,误差在±1%之内,而采用双曲线法所得计算值普遍偏大;路基内部土压力随着填土高度的增加而增大,填土结束后土压力值逐步趋于稳定;路基累计沉降与施工填土工况直接相关,且最大沉降速率发生在施工填土初期;依据施工期路基质量评估准则,该段铁路路基施工工艺及施工质量符合要求,路基沉降发展安全可控。研究成果对铁路施工期路基沉降预测及路基质量评估具有重要参考意义。     

偏压荷载非等深基坑开挖的变形规律

以某偏压荷载非等深基坑工程为背景,利用有限差分法计算软件分析了基坑分层开挖与支护的围护结构及地表沉降等变形规律。研究发现,该工程有偏压荷载一侧开挖较深的围护结构最大水平位移为42 mm,较无偏压荷载侧结构水平位移31 mm多出了11 mm,且偏压荷载侧开挖较浅处围护结构最大水平位移也为31 mm,即结构变形沿基坑纵向有明显的差异;基坑底隆起沿纵向先增后减,在开挖较深位置受偏压荷载、结构变形等因素影响隆起量最大值为58mm,而在开挖较浅位置处隆起量最大值仅为24 mm,差异明显;在偏压侧基坑地表沉降量最大值达28 mm,是无偏压荷载侧地表沉降值的2倍,且偏压侧最大地表沉降值出现的位置(距基坑壁的距离)也是无偏压荷载侧的2倍;沿基坑纵向,地表沉降值有所不同,在开挖较浅处的偏压荷载地表沉降值仅为18 mm。模拟数据与实测数据对比后,误差在允许范围之内,故该结论对于类似工程的安全施工具有一定的实际意义。     

铁路客运专线路基工后沉降预测方法研究

利用路基填筑完成后相对较长静置期内的实测沉降值及轨道结构层施工完成后的较短时间内的有限次沉降数据,提出一种实用的铁路客运专线路基工后沉降预测方法。首先,利用较长静置期中的路基沉降实测数据进行曲线拟合并判定其拟合参数是否满足要求,其次,在满足预测曲线的参数条件后,根据结构层的荷载情况及施工完成后有限次实测沉降值,确定与路基土体固结性质有关的结构层施工完成后的沉降发展曲线拟合方程参数,并给出相应的工后沉降计算式;最后,通过工程实例对所建议的预测评估方法进行验证与分析。     

超长大直径群桩沉降计算方法探讨

针对苏通长江大桥主塔超长大直径灌注群桩基础,分别采用目前国内铁路桥涵地基和基础设计规范、公路桥涵地基与基础设计规范、建筑桩基技术规范、建筑地基基础设计规范和美国桥梁设计规范中的荷载与抗力系数设计法对其沉降进行计算,然后再与大型离心模型试验沉降值进行比较,提出考虑超长桩的桩身压缩和采用荷载传递系数修正桩端附加应力的沉降计算方法,得到的理论计算值与试验值比较接近,仅相差7.8%;同时用该法所得计算值与内昆线某一大跨刚构连续组合体系特大桥超大规模高墩群桩基础的沉降试验值也比较逼近。最后讨论了现行规范中对群桩沉降计算存在的一些问题并提出一些建议。     

深圳地铁隧道邻接施工沉降数值模拟研究

研究目的:针对深圳地铁新建隧道邻接既有隧道工程,利用FLAC3D软件进行施工过程模拟,探讨新建地铁区间隧道施工过程中新建隧道周边地层位移、既有隧道施工沉降、地面沉降、新建与既有隧道的安全等问题.研究结论:在本地质条件和特定盾构推力情况下,地面最大沉降12.9 mm,最大隆起值0.7 mm,变形量满足设计要求;既有隧道施工结束并完成相应固结沉降最终沉降值为1.8 mm,地表沉降槽宽度约60 m,沉降曲线相对平坦,满足既有隧道横向差异沉降要求.     

深厚砂层地下连续墙槽壁稳定性特征及影响因素研究

以深厚富水砂层地连墙成槽施工为研究背景,通过现场试验和数值模拟方法研究深厚富水砂层地连墙泥浆槽壁稳定性特征及其影响因素。研究结果表明:泥浆液面波动是诱发深厚富水砂层地连墙槽壁发生浅层失稳的重要原因,其失稳区域为导墙顶面下2.0～7.5 m范围的粉土层和砂性土层;槽壁水平变形沿深度方向呈上大下小的非对称"鼓肚"形曲线分布,地表竖向变形沿横向水平距离呈"勺子"形曲线分布,最大沉降值位置距槽壁水平距离约(0.10～0.15)he(he为成槽深度),沉降槽宽度约为(1.0～1.5)he;提高泥浆液面高度、降低地下水位、合理设置槽壁加固体间距均有利于深厚富水砂层地连墙成槽槽壁稳定。研究成果可为同类工程地连墙槽壁稳定性控制和施工参数优化提供参考。