考虑非饱和土渗流的隧道塌方机理分析及注浆加固对策

以哈尔滨市轨道交通3号线松江生态园站—进乡街站区间为背景,基于非饱和土体渗流及强度理论,着重研究了渗流对隧道变形及稳定性的影响,深入分析了渗流作用下的隧道塌方机理,并给出了针对性的塌方处置措施.分析结果表明:地表渗漏引起的非饱和土体强度衰减,隧道上方土体塑性区发育,是导致隧道塌方的主要原因;针对地表渗流引起的塌方,通过...     

地下水渗流对地基承载力的影响研究

地下水的定向流动会对土的骨架产生力的作用效果。借助经典土力学理论,对渗流作用下地基土的破坏模型进行修正,并由此推导出考虑地下水渗流作用时地基极限承载力公式。     

基于流-固耦合理论的病险土石坝渗流规律

土石坝病险问题主要是各种原因引起的渗漏。因此,研究病险土石坝加固技术首先必须分析土石坝渗流规律和渗透机理。基于多孔介质流-固耦合理论,在不考虑土体和水的压缩性以及孔隙率不变的假定下,利用FLAC3D数值分析软件,建立了土石坝二维模型,对2种病险土石坝模型的应力场、渗流场以及孔压进行了分析,总结得出了土石坝的渗流规律和土石坝渗漏机理,为土石坝加固技术提供了理论依据。     

地下结构抗浮设计讨论

近年来,大规模的地下空间开发使得抗浮设计越来越受到重视,其中抗浮措施的选择及浮力产生的机理是抗浮设计的关键。由于土体的复杂性,浮力产生的机理尚不明确,有待于进一步的研究。该文通过对浮力机理相关文献的评述,认为综合考虑不同含水层之间的渗流以最终确定浮力的计算原则是合理的。如此计算浮力更加准确,但需详尽的水力勘测资料。最后,以海八路隧道工程为例,确定抗浮措施并按照传统方法进行抗浮设计。     

降雨渗流作用对路基含水量影响分析

通过埋设FDR湿度传感器进行路基含水量观测试验,研究了降雨强度、路基土孔隙率、路面状况等因素对降雨渗流效果的影响。试验结果表明,降雨强度由8 mm/d增加到65 mm/d时,路基瞬态含水量增加19%～25%;与降雨强度相比,路基土孔隙率对路基含水量的影响相对较小;路面未发生损坏时降雨渗流作用对路基含水量的影响范围主要分布在路基顶面以下0.4 m,路面结构损坏后影响区域增大到路基顶面以下1 m。     

深基坑渗流对周边环境影响数值模拟研究

采用有限元法分析了基坑渗流对周边环境的影响。结果表明,基坑渗流对桩后地面沉降影响较大,桩后沉降明显增加,沉降范围也明显增大。对基坑渗流现象是不容忽视的。     

通青公路边坡失稳成因分析及治理研究

在分析通青公路地质环境条件的基础上,对该路段边坡失稳的形态、变形特征以及气象水文、地形地貌和工程活动等主要因素对边坡稳定的影响进行了研究,并对该线路中边坡失稳的形成过程和机理进行了分析。研究结果表明,由于开挖使得边坡植被遭破坏,表层岩土体风化严重及降雨入渗导致边坡岩土体浸水软化,其抗剪强度降低或丧失,形成坡面开裂和坡脚剪切破坏,滑面贯通造成边坡失稳的产生。结合工程实际对该处边坡失稳进行了处治设计,提出削坡卸荷＋地表地下排水＋坡脚支挡防护的综合治理措施,同时采用渗流有限元与普遍极限平衡法相耦合的方法,对通青公路k4＋330段边坡不同工况下稳定性进行分析。计算结果表明：处治前边坡在持续降雨情况下处于不稳定状态;处治后边坡在边坡天然状态和饱和状态抗剪强度降低的情况下,其安全系数都得到了提高。     

盾构推进对既有隧道影Ⅱ向的渗流与结构耦合研究

在上海两藏南路越江隧道西线φ11580泥水盾构近距离下穿上海地铁已建M8线隧道的过程中,通过布置在M8线内的高精度电子水准尺连续采集广大量的可靠数据,清晰地观测到了M8线上行线隧道随着盾构推进一拼装周期产生的隆沉.该文以实测数据为基础,通过渗流与结构耦合数值模拟方法,研究了西藏南路盾构穿越过程中既有M8线位移变化以及周围土体位移与孔压变化.     

浅埋盾构穿越渗透性地层时极限支护压力分析

基于半承压水模型综合考虑土压盾构穿越渗透性地层时覆土层及下卧层的渗透性,推导了盾构穿越层中沿掘进方向的水头分布的解析解,将其与现有的二维渗流场的解析解结合扩展为相应的三维近似解. 同时采用数值仿真得到稳态渗流条件下浅埋渗透性地层的主、被动破坏模式,建立了相应的柱体+弧形转角体模型,将前述三维渗流场引入该模型,通过力矩平衡法得到了相应两种极限状态下开挖面支护压力的计算公式,与既有结果进行对比,此计算方法更接近数值解. 研究发现:施工对开挖面前方渗流场的扰动基本局限在3倍洞径以内,主、被动极限支护压力的值随水头差的增大均线性增加,盾构直径和水头差是影响主动极限支护压力的主要因素,拱顶埋深与盾构直径是影响被动极限支护压力的主要因素,实际施工过程中,支护压力值应尽可能接近水土分算下的土体原始地层侧压力值,并在其附近（最好在其上方）小幅度波动,波动范围应以变形控制标准为依据.      

考虑渗流作用的土坡稳定性上限有限元分析

根据上限有限元的基本原理,基于MATLAB平台编制了有限元上限分析程序,将Mohr-Coulomb屈服准则嵌入有限元计算程序中,利用计算机自动搜索得到边坡的破坏面。采用强度折减法对渗流作用下边坡的安全系数的上限解进行计算,并得到边坡的极限破坏模式,计算结果表明:稳定系数随边坡高度、边坡角度、水位位置h/H的增大而减小;随着坡高的增大,边坡破坏范围逐渐增大;当β=30°时,土坡的极限破坏面不经过坡趾,随着坡角的逐渐增大,边坡的极限破坏面通过坡趾;不同水位位置条件下边坡的破坏模式形态基本相同。通过与前人研究成果的对比,验证了本文方法的有效性,并将本文成果应用到实际工程中,取得了良好的效果,可为同类工程提供参考。