基于流-固耦合的盾构隧道开挖面稳定性研究

利用FLAC3D建立三维数值模型,对考虑完全流-固耦合效应的盾构隧道开挖面失稳过程进行模拟和验证,并进一步分析水位高度、渗流时间对开挖面变形、地表沉降和孔隙水压力的影响。研究表明:开挖面变形随支护压力比的减小经历3个阶段的变化,且与土体塑性区的发展密切相关;相比于无水状态,考虑流-固耦合效应的开挖面稳定性显著降低,随水位的升高、渗流时间的增大,开挖面发生失稳破坏的支护压力比明显增大;支护压力比(表征支护压力)的减小将导致开挖面前方一定范围的孔隙水压力减小,靠近开挖面的孔隙水压力受扰动程度加剧,形成"漏斗状"的影响区;开挖面失稳导致土体位移场延伸至地表,引起地表产生明显的沉降变形,在不同的变形阶段开挖面中心点位移与最大地表沉降分别呈抛物线相关和线性相关。     

土压平衡盾构开挖面压力取值及对地表沉降的影响

土压平衡盾构广泛应用于地铁隧道施工中,其施工过程产生的地表沉降及相关问题直接影响隧道施工安全。以成都地铁3号线某区间盾构隧道工程为例,应用理论方法计算盾构开挖面压力取值范围。结合工程地质条件、施工参数、不同开挖面压力和地层损失率,利用嵌入了土应力路径本构模型的ABAQUS软件进行盾构开挖三维模拟,得到了卵石地层盾构施工引起的地表沉降规律,并通过与现场地表沉降监测结果对比,验证了此模型的合理性,确定了合理的开挖面压力取值范围。最后,进一步分析了实际盾构施工开挖面压力值与地表沉降值之间的规律,评价施工时设定的开挖面压力值的优劣。     

无水漂卵砾石地层土压平衡盾构施工关键技术

文章以北京地铁九号线丰台东大街站—丰台北路站区间全断面无水漂卵砾石地层盾构掘进工程为背景,基于地质勘查资料和试验探井的分析结果,掌握了该漂卵砾石地层的空间分布规律和力学性质。在合理选用辐条式土压平衡盾构的基础上,通过对盾构机关键部件进行适应性改造,降低了刀盘刀具磨损。施工中通过掘进参数的有效选择,实现了该类型盾构机在全断面卵砾漂石地层中的长距离掘进。     

地震作用下装配式斜交桥支座剪力及支座位移分析

地震发生时,装配式斜交桥多发生桥墩剪切破坏、落梁、桥面板错位等震害,支座剪力及支座位移过大是造成这些震害现象的主要因素.文章采用线性时程分析法,探索在不同地震波和不同地震波作用方向下,不同跨径和不同斜度的装配式斜交桥最大支座剪力及最大支座位移的变化规律,以期对同类公路桥梁的抗震设计提供借鉴.     

结合梁斜拉桥悬臂施工阶段剪力滞效应分析

为研究结合梁斜拉桥在悬臂施工阶段剪力滞效应的分布规律,以厦漳跨海大桥南汊主桥为背景,在实桥中布设4个测试截面,并采用ANSYS软件建立主梁有限元分析模型,对施工阶段结合梁的剪力滞效应进行现场测试和数值分析.分析结果表明:结合梁斜拉桥主梁在斜拉索轴向荷载和竖向荷载产生的弯矩共同作用下,存在较为显著的负剪力滞效应;在整个悬臂施工阶段,各截面有效宽度系数为0.85～0.95.根据分析结果,建议在对悬臂施工阶段进行应力验算时,混凝土板的应力应按初等梁理论计算的结果提高15％考虑;设计过程中可以忽略小纵梁对桥面结构剪力滞效应的影响,计算结果偏于安全.     

地铁隧道下穿既有建筑物锚杆基础影响分析

地铁隧道下穿大量建筑物,评估隧道施工引起的影响是控制工程风险的关键课题。结合厦门市轨道交通1号线一期工程,中山路西站—中山路站区间隧道下穿既有建筑物抗浮锚杆基础,采用三维数值模拟的研究方法,分析区间隧道开挖对既有建筑物抗浮锚杆的影响,对工程可实施性进行研究,提出相应工程辅助措施。实践结果表明:区间隧道开挖引起的变形满足控制要求。     

厦门文兴隧道近接东山水库段地下水连通试验研究

厦门文兴隧道近接东山水库段,工程地质与水文地质条件复杂,较发育的构造裂隙,以及断层破碎带的存在,容易形成集中渗漏水通道。该文介绍了其地下水连通试验研究。为了全面查明该区隧道内渗漏水与水库水的水力联系,分析了多种地下水连通试验方法,并形成了城市隧道地下水连通综合试验方法流程图,现场主要进行了氢氧稳定同位素、水化学和水样系统聚类三种天然示踪地下水连通试验。连通试验成功查明了隧道内渗漏水与水库水无水力联系,隧道内渗漏水来源于大气降水,即文兴隧道与东山水库不连通。该连通试验的成功实施,指导了文兴隧道近接东山水库段施工,保证了文兴隧道顺利贯通,可供类似工程借鉴参考。     

东莞石龙南二桥裂缝成因分析

结合广东东莞石龙镇南二桥的裂缝问题,分别计算了箱梁的剪力滞效应、横向弯曲效应、畸变效应、竖向预应力损失和温度等因素,从而对南二桥裂缝产生的原因进行定性分析。     

北京铁路地下直径线泥水盾构施工关键技术

针对北京地下直径线大直径泥水盾构在施工过程中遇到的地质条件复杂、盾构独头长距离掘进、变形控制标准严格、多工法交接施工、施工场地狭小和环保要求高等重难点,从刀盘刀具与地质适应性、高压环境下盾构刀盘刀具检修、环保型泥水系统、城市核心区地表建筑物变形控制等方面介绍了泥水盾构施工关键技术。这些技术的研究及应用,表明气垫式泥水平衡盾构具有施工安全性高、富水地层适应性好、地层沉降小、可控且对环境影响小等特点,可以向全地层、大埋深、长距离、复杂环境条件推广应用。     

国内典型砂卵石地层土压平衡盾构设计改进及应用

为解决砂卵石地层掘进的刀盘刀具异常磨损、泥饼阻塞及地表沉降明显等问题,从刀盘刀具、螺旋输送机、渣土改良及注浆控制等方面进行研究,并结合成都地铁和北京地铁现场应用及试验数据,对刀盘开口率的确定、刀具的布置、轴式/带式螺旋输送机的选取、渣土改良系统及注浆系统的配置进行比较,得到了相应地层土压平衡盾构设计的解决方案,为类似地层土压平衡盾构的设计提供参考。