高应力软岩隧道破裂碎胀米级大变形机理研究

深埋高应力软弱围岩频繁遭遇米级剧烈大变形灾害,但却面临其大变形灾变机理和过程认识不清等问题。采用有限元-离散元耦合数值模拟方法(FDEM)研究了高应力软弱围岩的破裂碎胀大变形过程,并研究了地应力量值、侧压系数和隧道断面形状对大变形灾变机制的影响。结果表明：(1)高应力软岩隧道大变形灾变力学机理为隧道开挖卸荷导致围岩产生破裂块体的碎胀性变形;(2)围岩大变形过程中的裂隙扩展过程、应力场和位移场结果表明,在静水压力状态下,围岩主要产生共轭剪切破坏,破裂的块体沿着主剪切带发生滑移并伴随着剪胀现象和翻转运动,使得块体间产生大量空隙,这些碎裂块体向隧道空间移动造成了隧道断面的急剧缩小,以致发生米级剧烈大变形灾害;(3)随着地应力量值的增加,围岩破裂程度和隧道表面最大位移迅速增大,后者呈现明显的非线性特征,而损伤破裂区半径增长较为平缓,当垂直地应力高达约58 MPa时,剧烈位移区内的岩体难以形成主剪切裂隙带,极为破碎的岩块呈整体向隧道内挤压态势,并产生大量空隙,造成隧道断面面积的急剧缩小;(4)在静水压力状态下,正方形隧道只对裂隙起裂、剧烈位移区形状和该区域内岩体位移模式产生影响,而在剧烈位移区范...     

地铁下穿运营铁路路基控制措施及变形特征分析

依托轨道交通11号线复武区间下穿武昌火车站站场工程,采取优化盾构设备选型、地面注浆超前加固、减小土层损失率等控制措施,并进行有限元数值模拟,研究盾构区间下穿铁路引起的路基沉降及轨面变形特征。结果表明：地层损失率控制在0.5%以内可有效控制路基沉降;随着盾构区间掘进,轨道沉降最大部位有由左线区间向右线区间移动的趋势,整个掘进过程中轨道变形增加比较均匀;在左线、右线贯通的工况下,土体应力重分布对轨道差异沉降有显著影响,使两侧轨道的沉降位移差逐渐减小,整个掘进过程轨道变形值满足控制标准要求。     

干湿循环条件下建筑垃圾再生材料的抗变形能力研究

依托某城市快速路工程建设,研究建筑垃圾用于路基材料的干湿循环特性,并结合工程中涉及的筑路材料和特性,研究干湿循环条件下建筑垃圾再生碎石的最大粒径及在水泥改性条件下对抗变形能力的影响。研究结果表明:随着干湿循环次数增加,抗变形能力逐渐减弱;随着最大粒径增加,再生碎石产生的累计塑性应变逐渐减少,且碎石较多的试样对干湿循环次数更敏感;水泥改良后的再生碎石,能有效地避免孔隙粒径和数量扩张,相对未经改良的再生碎石,水泥改良能降低28.1 %～54.2 %的累积塑性应变;表明水泥的掺入,能为再生碎石形成具有一定强度的网状结构,增加内部结构的稳定性,提高在干湿循环作用下的抗变形能力,可用于建筑垃圾筑路材料的改性。     

软土超深基坑开挖对紧邻结构影响分析

海市北横通道筛网厂盾构工作井及相邻暗埋段基坑位于典型软土地层,基坑深达32.5 m,坑边6.7 m处存在一栋五层商业建筑物,基坑开挖及回筑过程须确保建筑物结构安全。以该基坑为例,针对建筑物健康状况、保护要求、地质条件及周边环境,采取针对性措施,降低基坑开挖对紧邻建筑物影响。介绍了基坑设计方案,同时对照基坑监测结果,验证方案有效性,研究了超深基坑开挖对周边土体及紧邻建构筑物的影响规律,提出了包括坑内外土体加固、增设临时钢支撑等在内的增加坑边建构筑物安全性的有效措施,结论可供同类工程参考借鉴。     

砂泥岩互层缓倾切向边坡应力特征及变形机理研究

为了更好地分析砂泥岩互层缓倾切向边坡的变形机理情况,以西南某红层边坡为例,基于数值模拟软件建立了软硬互层三维切向地质模型,探讨了边坡开挖、支护后的应力场和位移场。结果表明：砂泥岩互层切向边坡开挖后,边坡XX方向应力和YY方向应力出现了沿切向的锯齿形状,应力分布受岩层切向与互层岩性差异的影响较大,ZZ方向应力几乎不受影响;切向岩层受侧向约束的影响,致使边坡变形出现了层次性,且X方向较为显著,Y方向次之,Z方向最弱;边坡整体变形趋势类似于均质岩坡,呈现圆弧滑动趋势;边坡采用框架锚杆支护,仅起到构造护坡作用,边坡的变形和应力状态并未发生实质性的影响。研究成果对砂泥岩缓倾切向边坡的变形预测和支挡防护具有一定的工程借鉴意义。     

SMW工法桩在超深基坑中的适用性研究

SMW工法桩常用于深度不大于11 m基坑的支护结构,具有工期短、无污染、噪声小、可回收等特点。为研究此工法桩在超深基坑的适用性,以苏州某基坑工程（基坑深度15 m）为例,计算超深基坑开挖各工况下SMW工法桩的侧向变形、钢材强度承载力、地表沉降等规律,并现场施工验证。结果表明,SMW工法桩可作为深度15 m左右基坑的围护结构,且在工期、环保、经济性上具有明显优势,为其他类似工程提供借鉴。     

旋挖钻孔施工对临近地铁隧道结构影响的研究

基于广州洛溪大桥拓宽工程现场监测数据,对旋挖钻孔时临近隧道结构的变形进行分析,以研究旋挖钻孔成桩技术对临近地铁隧道结构的影响。该工程中,当桥梁桩基距离地铁盾构边线超过7 m时,采用旋挖钻机成孔施工方法;当桩基与地铁盾构边线的距离减小至约3.0 m时,采用旋挖钻机与全套管全回转钻机联合成孔施工方法。现场监测结果表明,桩基施工过程中,地铁隧道监测点平行于隧道中轴线方向的累计位移最大值为2.41 mm,垂直于隧道中轴线方向的累计位移最大值为1.94 mm,垂直于地面方向的累计位移最大值为2.02 mm,均在合理范围内。地铁左、右轨道差异沉降值存在超过2 mm但小于3 mm的现象,道床平顺度也存在个别监测值超过2 mm/10 m但小于3 mm/10 m的现象。本工程旋挖钻孔施工方法对地铁隧道变形影响较小,但左右轨道差异沉降与道床平顺度应该受到重点监测。     

渗流作用下盾构隧道地表变形规律研究

在泥水平衡盾构工法中,通常会用密封舱的泥浆来平衡开挖面的水土压力,从而达到控制地表变形的目的,因此,泥浆压力的选取十分关键。为了解决工程中泥浆压力的选取问题,采用理论分析方法,结合泥水盾构隧道开挖面平衡稳定原理,对泥浆在开挖面上的3种形态进行对比分析,结果表明,“渗透模型”在工程中广泛存在,且渗透作用会导致开挖面稳定性减弱。基于“渗透模型”,采用FLAC^3D软件进行流固耦合计算,结果显示,渗流作用下地表最大沉降随泥浆压力的增大而减小,当泥浆压力达到一定限值后(本工程背景下为400 kPa),地表最大沉降值不再减小,该研究解决了合理确定泥浆压力控制地表沉降的难题;通过分析盾构掘进过程中岩土体应力状态分区和地表沉降云图,构建了地表沉降范围预测模型,模型理论计算结果与数值模拟结果吻合良好,该模型可用于泥水盾构隧道施工引起的地表沉降范围预测。此外,在泥浆压力为400 kPa时,采用数值计算方法进行了泥浆渗漏计算,结果表明泥浆渗漏上边界距水库底面7.5 m,不会对保护区水体造成污染。该研究结果可为泥水平衡盾构施工中泥浆压力的选取、地面沉降范围的确定以及泥浆渗漏的影响这3个施...     

临水路堤微型桩-承台-挡墙结构受力与变形特性数值分析

微型桩-承台-挡墙组合结构作为一种新型支挡结构,其受力变形特性研究尚不完善。文中结合某临水路堤支挡工程,采用ABAQUS有限元软件建立微型桩-承台-衡重式挡墙加固路堤三维数值模型,模拟该结构各组成部分受力与变形特性,分析不同桩间距、桩排距和填土内摩擦角对微型桩内力与变位的影响。结果表明,墙体整体向外侧移动并向内侧轻微转动,墙底位移大于墙顶位移,土体产生的水平应力主要集中在衡重台附近;承台与微型桩连接处产生明显应力集中现象;微型桩水平位移沿桩身逐渐减小,桩体表现出主动防护作用,在桩顶出现一定范围轴向拉力分布,桩身弯矩呈勺子形,峰值出现在土层分界面处,桩身剪力方向与滑坡方向相同,上部荷载的影响使滑面以上桩身剪力变化很小;合理的桩间距为5～6倍桩径,排间距在5倍桩径时桩身受力情况最好,填土内摩擦角超过30°时桩身受力与变形变化不明显。     

邻近高铁新建构筑物对商合杭高铁桥梁的变形影响分析

目前我国已经建成世界上最现代化、最发达的高速铁路网。高速铁路对沉降变形等要求较高,以邻近高铁新建工程对高铁桥梁的变形影响为切入点,深入分析了新建构筑物对高速铁路桥梁的变形影响,研究成果可作为其他同类工点的参考。