杭州地下空间发展展望与研究

地下空间作为城市有机体的一部分,在未来城市建设中担任着重要的角色。文章分析杭州城市地下空间(地下交通设施、地下综合体、地下市政设施、人防设施)发展的特点。从开发总量与人均水平、空间分布与开发深度、开发功能3个方面介绍杭州市地下空间开发利用的现状,分析其存在的问题主要为政策及管理方面与功能开发方面。同时介绍未来杭州地下城的发展策略,并展望其发展蓝图。最后分析杭州市地下空间开发建设过程中亟待思考与解决的工程技术问题,包括:特殊地质及工程技术问题(粉土、粉砂地层,淤泥地层,上软下硬地层等问题;近接施工技术,地下立交技术等)、地下工程防灾问题、景区环境保护问题、地下空间全生命周期数字化工程。     

南京纬三路过江通道泥水处理及全线路废弃土再利用技术

利用泥水盾构修建隧道不可避免地会产生大量泥浆和废弃土,如何经济环保地进行泥浆和废弃土处理成为工程面临的一大难题。以南京纬三路过江通道工程为背景,针对该地质条件下泥水处理的难点,通过合理的泥水场地布置和设备选型,并采用针对不同地层的配浆试验、分离设备的选择性使用等措施,实现了泥浆的高效、高质供给,确保了工程顺利实施;根据泥水盾构前后掘进所穿越地质条件的差异,通过废弃黏土和废弃黏土泥浆配制盾构掘进用泥浆、废弃粉细砂用作壁后注浆材料以及废弃卵砾石和碎岩用于混凝土骨料等技术,实现了全线路废弃土的再利用,不仅具有极大的经济效益,还解决了废弃土带来的占地、污染等环境问题,为泥水盾构全线路施工中泥水处理和废弃土再利用提供了新思路。     

基于岩溶分布分析的突水风险评估模型研究

为实现岩溶突水风险评估的全过程动态修正与管理,一以岩溶发育分布规律为基础,采用半定量分析方法,估计溶洞与隧道在剖面图中的相对位置距离值,二将防突水岩层安全厚度的预测划分为初步估算、二次估计和动态测算3个阶段,每个阶段均采用有效的修正方式,不断获取更加准确且适用的防突岩层安全厚度预测数值。然后,综合考虑防突岩层安全厚度以及爆破开挖扰动深度影响,提出岩溶突水风险概率等级评价标准;通过划分突水量和溶腔高水头压强的等级,提出岩溶突水风险后果等级评价标准;并以二者为基础构建岩溶突水风险等级评估矩阵。最终,构建基于岩溶分布态势与防突岩层厚度的岩溶突水风险评估模型。通过具体工程实例检验,理论结果与实际情况相对比,验证所构建岩溶突水风险评估模型的合理性与可行性。     

山岭隧道涌水量预测方法分类及相关因素分析

准确预测隧道涌水量能有效减少隧道病害,保护生态环境,科学指导隧道的设计与施工,而如何正确选择和应用预测方法,是准确预测的前提条件。通过广泛调研,在总结分析各类涌水量预测方法的原理和适用范围基础上,以六盘山隧道某断面为例,深入探讨了围岩渗透系数、洞室尺寸、地下水位净高变化、注浆圈厚度、注浆水平和衬砌抗渗等级等因素对隧道涌水量的影响,重点指出各类解析方法的局限性和适用条件,突出了注浆水平在实际工程中的作用,并建议山岭公路隧道衬砌抗渗等级不宜小于S8。     

矿粉掺量对碎卵石混凝土性能的影响

通过试验测定四种水胶比下,不同矿粉掺量对碎卵石混凝土的强度、抗氯离子渗透性、抗冻性的影响.结果表明,随着水胶比的增大,掺加矿粉的碎卵石混凝土强度、抗氯离子渗透性及抗冻性均减弱.随着矿粉掺量的增加,碎卵石混凝土的7d强度不断降低,28d,56d和120d强度变化存在波动,20%为最佳矿粉掺量;抗氯离子渗透性得到明显改善;抗冻性有所降低,矿粉掺量越大,降低相对越快.     

有荷条件下膨胀土分级增湿变形特性试验

为符合实际研究膨胀土的增湿体积变形性质,精心设计了测试方案,完成了16组有荷条件下南宁外环膨胀土分级增湿变形试验,获得了土样含水率变化与体积变形间的相互关系。试验结果表明：上覆压力和试样初始含水率越大,其膨胀率随含水率变化的增量曲线越平缓,最终的膨胀率以及含水率增量越小。基于实测增湿变形参数,推导了南宁膨胀土膨胀变形、上覆压力、初始含水率及含水率增量间的关系式,计算了封闭包盖路堤填芯膨胀土湿度变化所引起的路基变形,提出了物理处治膨胀土路堤施工的建议。     

液固耦合作用对不同截面深水桥墩的自振特性影响研究

介绍了深水桥墩液固耦合模型在ANSYS软件中模型的建立。利用Morison方程提出的附加质量概念考虑动水压力对桥墩作用,采用3种截面积相等的不同类型桥墩,即淹没水深相同时,所受动水压力相等。利用ANSYS建立实体单元与Fluid30单元来分析液固耦合作用对不同类型桥墩的自振特性影响。通过实例分析发现液固耦合对桥墩自振频率的影响是显著的,桥墩完全被水淹没时,其自振频率最大下降了24.2%。进一步研究发现相同截面面积的不同类型的桥墩,在相同水深时,由于其液固耦合接触面沿坐标轴方向上的正投影面积大小不一样,造成桥墩沿该方向上自振频率下降量大不相同。且沿坐标轴方向正截面面积越大,桥墩沿该轴方向上的弯曲自振频率和扭曲自振频率下降越大。     

交叉迭代算法求解车辆-轨道非线性耦合方程的收敛性讨论

运用有限元法建立车辆-轨道非线性耦合系统动力分析模型,该模型将车辆-轨道系统以轮轨接触为界限分成车辆,轨道两个子系统并通过轮轨接触力的平衡和位移协调条件耦合在一起。通过交叉迭代算法分别求解车辆,轨道系统的运动方程,此时每一步都需要判断使之满足轮轨几何相容条件和相互作用力平衡条件,这样对时间步长的选取要求较高,但是如果时间步长超过某一限值,易于导致迭代失败。引入了修正因子对轮轨接触力进行修正,这不仅可以放宽对时间步长的选取,还能加速收敛,提高计算效率。为验证算法的正确性,不仅进行了算例验证,还给出了引入修正因子的交叉迭代算法求解车辆-轨道非线性耦合系统动力学方程的算例,算例中考虑了不同的时间步长和不同的修正因子对交叉迭代算法收敛速度的影响。计算结果表明引入修正因子的交叉迭代算法具有程序编制简单、收敛速度快、用时少、精度高的优点。     

强夯联合井点降水加固粉土地基现场试验

为解决强夯加固黄河冲积平原区粉土地基时超孔隙水压力增长快消散慢、起锤困难及土壤严重液化等问题,提出采用强夯联合井点降水加固技术,以加快超孔隙水压力消散和土体固结.在济东高速公路粉土地基段进行了现场试验研究,采用了4种不同夯击能,观测、分析强夯过程中超孔隙水压力的变化规律和地面变形等,得出以下结论:选择1 500 kN·m单击夯击能更经济合理,其单位面积夯击能引起的地面沉降最大,有效加固深度亦最大;连续进行单点夯击时,表层土发生液化的可能性要大于深层土,临界深度约4m;夯后超孔隙水压力消散速率非常快,24 h后超孔隙水压力基本消散,且深度越浅超孔隙水压力消散越明显,井点降水能大幅缩短强夯的时间间隔,缩短工期.     

真空动力固结法在吹填砂土地基处理中的应用

真空动力固结是采取真空降低地下水、重锤点击强夯夯实地基,增强地基承载力的施工技术,是一种比较成熟、简单、普遍使用的软地基加固工艺。通过对其工艺原理、工艺流程的简要介绍,并应用于吹填砂这种特殊地基的软基处理施工。曹妃甸电厂铁路专用线工程,其吹填砂地基承载力不满足设计要求,必须进行加固。在实施过程中,通过试验确定施工技术参数,并摸索出一种适合吹填混合土层的施工方法,其加固地基承载力满足了设计要求。