南宁地铁3号线长堽路车站基坑变形特征研究

以南宁地铁3号线长堽路站基坑为工程背景,整理、分析现场施工过程监测数据,总结围护结构水平位移、周边地表变形、支撑轴力实测数据规律,探讨基坑在不同开挖深度下围护结构及坑边地表变形规律及特征。采用有限元Midas软件,建立基坑开挖模拟模型,对其分步开挖进行了数值模拟,并将计算结果与实测数据进行对比分析,进一步总结分析狭长型基坑在不同开挖深度下整体变形特征。研究表明,长堽路站基坑随着开挖深度增加,围护桩水平位移增大,最大值位置逐渐向下部移动,最大部位位于第二层开挖线与第三层开挖线之间;整体上基坑长边及短边围护结构水平位移由基坑中部向两端逐渐减小;随着基坑开挖深度不断增加,坑边地表沉降量不断增大,基坑周附近8 m范围内沉降变形最大,随着与基坑距离逐渐增大沉降量逐渐减小。基坑周边沉降影响范围约为15 m,基坑长边及短边地表沉降量均由中部向两端减小。     

地铁双线隧道开挖地表沉降规律及计算方法研究

应用数值模拟方法,结合现场实测数据,对上软下硬地层中,双线隧道施工诱发地表沉降规律及其计算方法进行了研究。研究结果显示:双线隧道施工完成后,地表横向沉降曲线呈非对称分布,先行隧道上方的地表沉降量大于后行隧道上方的地表沉降量;双线隧道错距施工过程中,地表沉降曲线最大值位置由先行隧道上方逐步向后行隧道上方移动,沉降变形主要发生在后行隧道穿越监测断面之前。数值模拟正交试验结果显示,隧道埋深和隧道间距对施工过程中地表沉降影响较大,设计过程中,应充分考虑隧道埋深及隧道间距对地表沉降产生的影响。正交试验结果的非线性拟合分析结果显示,双线隧道施工诱发地表沉降计算公式中的i值与隧道开挖顺序无关,最大沉降量比γ直随隧道间距增加而轻微减小,当开挖错距在隧道开挖纵向影响范围内时,γ值变化不大。引入参数γ对双线隧道开挖地表沉降计算公式进行改进,并将改进后的地表沉降计算结果与实测结果进行对比,验证了该计算公式的正确性。     

地铁车站基坑分步开挖空间特征的实测及数值分析

狭长型地铁深基坑不同开挖方式对围护结构变形和内力的分布存在空间影响。以某地铁车站深基坑工程为例,进行现场地表沉降、地连墙水平位移和内支撑轴力的实测与分析。然后通过数值模拟方法,模拟了整体分层开挖与分块、分层开挖两种开挖方式,对地表沉降、地连墙水平位移和内支撑内力3项指标在狭长基坑上的分布特征进行了数值模拟研究,验证了数值模拟方法的可行性。结果发现:狭长基坑支护结构的变形和内力在纵、横断面上均具有较明显的空间分布不均匀特征,地表沉降、水平位移总是中部大而两端小,在标准段和扩大段交界处,支撑轴力总是最大。为狭长车站基坑的设计和施工提供理论参考。     

盾构掘进穿越民用建筑的沉降影响研究

盾构法施工不可避免地会对隧道周围岩体产生扰动,引发不同程度的土体变形和地表沉降,对地表结构造成不利影响。因此,以郑州市轨道交通5号线12标段西站街站—建设路站区间隧道工程为背景,利用ABAQUS有限元软件,建立三维盾构开挖模型,在考虑了盾构单元、管片单元、等代层单元、土体单元的协同作用后,分析了现场沉降监测结果和数据模拟结果,发现模拟出的沉降结果曲线与实测结果曲线走势相似。该研究结果可为盾构左线施工提供一定的理论指导。     

平行盾构开挖离心机模拟试验研究

通过离心模型试验模拟平行盾构隧道近接开挖施工,研究了盾构隧道近接开挖对既有隧道结构内力、管片变形和地表沉降的变化规律。结果表明:1隧道开挖引起地表沉降的大小与开挖的步骤有关,而沉降槽的范围基本不变;2既有隧道靠近新建隧道一侧受拉,这一侧弯矩出现负增量,侧向土压力也有一定的减小,且既有隧道直径水平向变大,而垂向直径基本不受影响;3由于土拱效应,新建隧道已完成开挖部分管片拱顶的土压力随开挖进程先减小后增大;4采用地层结构法可以准确模拟隧道开挖过程的隧道结构力学特性与变形规律。     

凤凰关隧道地表沉降特性分析

根据施工过程中的实测数据,对武英高速公路凤凰关隧道出口地表的沉降特性进行了研究,分析了该隧道地表沉降随隧道开挖进展逐步增加以及变形分布的规律。通过理论计算值与实测值的对比,分析了地表沉降产生的机理。     

深基坑工程施工变形监测与数值模拟对比分析研究

以天津市某深基坑工程为背景,对现场监测数据进行整理、分析,并采用PLAXIS 3D有限元数值模拟分析法建立三维空间实体模型,对基坑开挖施工过程中地连墙深层水平位移以及周边地表沉降进行数值模拟分析,将监测数据与模拟计算结果进行对比分析,研究结果表明,数值模拟结果与现场实测数据变化趋势基本一致,数值较接近,地连墙深层水平位移相差3 mm以内,周边地表沉降相差4 mm以内;随着开挖深度的增加,地连墙深层水平位移逐渐增大,且最大位移点逐渐下移,墙体位移变化呈中间大、两端小的"鼓肚"形状;随着土方开挖的进行,周边地表沉降逐渐增大,最大沉降值点逐渐向基坑外侧延伸,在第四步土方开挖完毕及基坑顶部施工完成后,最大值点均出现在距基坑边11 m处;实测值与计算值均在规范限制以内,符合基坑变形要求。     

不同顶推力下盾构施工对地层变形的影响分析

盾构施工参数不当会引起过大的地表沉降与地层变形,造成安全事故与经济损失。本文以广州市轨道交通十八号线万顷沙站～横沥站区间隧道工程为背景,采用MIDAS/GTS NX有限元软件,改变刀盘顶推力参数,研究盾构掘进引起的地表沉降变化以及地层变形规律,并结合实际施工过程分析了土体变形的原因。结果表明：表层土体在盾构施工作用下发生沉降,其形态符合peck提出的沉降曲线;在较小刀盘顶推力下,完成一半掘进环数管片施作时的施工工况地表沉降最小;地表沉降峰值随着刀盘顶推力的增大而减小,但减小的幅度趋于稳定;顶推力的增大能降低掌子面土体的塌陷程度;12000kN刀盘顶推力下地表沉降趋势与现场实测数据基本吻合,说明本次数值模拟结果较为准确,对隧道施工有一定的指导意义。     

砂卵石地层重叠盾构隧道掘进相互影响及控制措施研究

在重叠盾构隧道的掘进过程中,后掘进隧道施工会对先掘进隧道产生一定的影响,导致先掘进隧道结构发生变形,甚者影响结构安全,有必要对砂卵石地层重叠隧道掘进进行研究。以成都地铁6号线某区间重叠隧道为工程背景,首先对砂卵石地层重叠盾构隧道不同掘进模式进行分析,从地表沉降的角度分析选择先下后上为最优开挖方式,分析重叠隧道施工后导致地表沉降存在一定程度的叠加效应。为保证砂卵石地层重叠盾构隧道掘进过程的安全稳定,对隧道重叠区域注浆加固,增强隧道间土体的抗压、抗剪能力,最后通过实测数据与数值模拟结果相对比,误差均在5%以内;先掘进隧道地表沉降横向变化近似U形,后施工隧道掘进时地表沉降变化整体增加但趋于平缓,有着明显的“滞后性”,注浆加固后土体变形得到控制。     

漩流井开挖对周围建筑及地表沉降影响分析

为了研究漩流井开挖过程中地表及建筑物位移变化规律,利用岩土工程有限元分析软件对漩流井基坑开挖和支护过程进行了模拟,分析了开挖过程中土体位移场的变化规律并与实测沉降值进行比较。研究表明,基坑开挖建筑物的沉降实测结果与数值模拟沉降趋势基本一致,模拟值较实测值偏大。     

考虑管片接头渗流的盾构隧道流固耦合模型研究

管片接头是盾构隧道衬砌的渗漏水多发区域,长期渗流导致荷载分布和受力模式变化,危及结构安全。针对现有研究难以对接头渗漏下盾构隧道力学特性准确模拟的现状,提出一种新的模拟分析思路,基于开发的接头联接单元模拟盾构衬砌接头位置的力学变形响应,采用有限元软件二次开发数值实现接头渗流,要点在于密封垫张开引起的接触应力和外水压力动态变化的迭代分析,进而建立管片接头渗流下的盾构隧道流固耦合数值模型。结合上海地铁盾构隧道工程实例,对不同接头渗流、渗流量、接头刚度和防水性能等因素影响下的隧道力学变形机理和地表沉降规律进行分析。研究发现：管片接头位置与渗流量对于衬砌结构的内力存在一定影响,具体表现为弯矩明显增加而轴力略微减小,拱腰接头发生渗流对结构内力的影响最大。隧道结构的变形随着渗流量的增加而增加,且基本呈正比关系;拱腰、拱底和拱顶接头发生渗流时对结构侧向移动和变形的影响依次减小。隧道结构和地表沉降随着管片接头渗流量增加而增加,且基本呈正比关系;拱顶接头发生渗流时,地表沉降最大但隧道沉降最小;拱底接头发生渗流时,地表沉降最小但隧道沉降最大。研究成果对完善盾构隧道流固耦合分析模型有一定参考价值。     

隧道盾构法开挖对地表沉降变形的影响

以盾构隧道开挖对地表的影响,借助abaqus有限元分析软件、实际测量数据、Peck经验公式相对比方法,综合分析了隧道开挖后地表的沉降变形规律。通过隧道盾构施工开展的数值模拟分析研究,可为优化设计和施工提供具有指导意义的研究成果和宝贵的工程实践经验。     

盾构施工对地表砌体建筑沉降的影响

通过对地铁隧道顶部地面砌体建筑和地表沉降量现场的实测和三维模型数值计算,研究了一次开挖步长为6m的砌体建筑和地表沉降量的实测值和数值模拟计算值变化规律及一次开挖步长为12m的砌体建筑和地表沉降量变化规律,得出了盾构施工开挖步长对砌体建筑和地表沉降量和局部沉降差有很大影响的结论。盾构机在地铁隧道上部地表有砌体建筑时,要根据工程地质条件和地表建筑类型,合理确定盾构的开挖步长。     

复合多变填土地层浅埋小净距隧道施工性状分析

以重庆地区地铁隧道工程为依托,采用数值模拟与现场实测相结合的分析方法,模拟小净距隧道在软土沉积岩复合地层开挖过程中的变形模式以及环境响应的变化,并与现场实测结果进行比较,分析小净距隧道在复合地层施工过程中围岩及隧道的应变特征。有限元数值分析结果与现场实测数据对比分析表明,在复合地层中进行浅埋小净距隧道施工时,回填土层的厚度对施工过程有重要影响;薄回填土沉积岩复合地层下隧道施工的措施简单,对环境产生的影响小;厚回填土沉积岩复合地层下隧道施工对环境产生的影响严重。现场实际工程结合数值模拟分析结果表明,对回填土的注浆能大大减少施工引起的地表沉降,小导管和管棚的作用对拱顶沉降效果明显。     

地铁盾构隧道近距离侧穿建筑物安全性分析

本文以济南轨道交通R2线盾构隧道近距离侧穿白鹤集团办公楼为工程依托,运用MIDAS NX有限元软件模拟隧道开挖过程,并对施工引起的地表沉降、建筑物差异沉降、管片内力及应力场变化进行了预测分析。计算结果表明:由于隧道开挖卸荷,隧道整体变形呈压扁状。地表最大沉降为5.57mm,出现在左线隧道仰拱附近;建筑物最大竖向位移为1.26mm,发生在裙楼下方,裙楼与主楼的差异沉降为1.6mm;管片最大弯矩为4.0k N·m,最大剪力为8.1MPa,均在控制范围之内。     

复杂地层隧道位移与应力变化规律研究

盾构隧道在不同地层中开挖,会改变其地表沉降规律。文章结合杭州地铁6号线穿复杂地层的工程实例,采用Flac3D软件进行数值模拟,研究盾构隧道穿越不同土层分布情况下的施工力学特性,对地表及管片位移、管片应力的变化规律进行分析,研究结果表明,盾构地表沉降符合peck沉降曲线规律,实际值比模拟值小12%。盾构在粘土层中地表沉降值比粉砂层大,盾构穿越观测面后18m范围内受扰动影响明显,开挖距离超过30m沉降趋于稳定。     

城市超软弱地层中浅埋隧道变形特征与实测分析

以杭州紫之隧道浅埋暗挖段工程为背景,采用FLAC3D对隧道开挖的全过程进行模拟分析。通过选取不同的土体改良参数,总结土体加固对地表沉降的影响规律,并给出了建议的最佳参数为原状土的150%。通过与实测数据的对比分析表明:沉降计算结果略大于实测结果,车道超载对地表沉降的影响有限,洞身收敛主要发生在竖直方向。     

越江大直径泥水盾构地面沉降数值模拟研究

结合武汉市轨道交通12号线越江隧道的工程实际情况,运用大型有限元软件ABAQUS建立三维计算模型并进行数值模拟实验,得出分步开挖下的地表横向截面沉降结果,再与隧道开挖过程中实际监测沉降数据进行对比发现盾构隧道开挖边线范围内沉降最多,而一次开挖成功模型得出的地表沉降相对实际监测结果差别较大,分步开挖计算模型更符合实际地表沉降情况,能较准确地反应现场地表沉降结果。     

浅埋大跨度隧道施工过程地表沉降变形特征研究

 结合青州至临沭高速公路穆陵关隧道,对浅埋三车道大跨度隧道施工引起的地表沉降变形特征进行现场监测,探讨浅埋大跨度隧道的开挖方式,分析采用三台阶七步平行线流水开挖引起的隧道地表沉降变形特征。通过现场试验研究发现,在浅埋大跨度隧道管棚施过程中和开挖到达掌子面前方时,地表已经发生先行沉降位移。采用三台阶七步开挖法,影响隧道中心附近地表变形的关键步序分别为上、中台阶开挖以及下台阶和仰拱施做,处于左右洞之间的地表变形受到左右洞两次施工干扰,大于左右洞外侧变形。掌子面施工对地表沉降变形影响范围主要集中在掌子面之后的1倍洞径(D)范围内,距掌子面1D距离之后,其变形逐渐变缓,最终地表沉降变形分布呈现整体向优先开挖一侧的偏态性。采用三维连续介质快速拉格朗日元模拟隧道的施工过程,研究隧道地表沉降变形特征,其结果与现场监测所得结果具有较好的拟合性,所得结论对其他类似工程具有重要的借鉴意义。     

地铁车站超深基坑开挖施工监测与数值模拟

依托天津地铁1号线东延工程上的李楼站大长宽比平面超深基坑工程,基坑标准段和盾构井段长宽比分别为23.6和18.8,对车站基坑开挖施工过程中的现场监测数据进行分析,并利用FLAC3D软件对基坑开挖支护的全过程进行数值模拟,将典型地表沉降观测点及地下连续墙最大变化点位的深层水平位移实测数据与模拟结果进行对比分析。结果表明:数值模拟结果与实际监测数据规律符合较好;随着开挖步数的增加,基坑支护外侧土体的位移量逐渐增加,最大沉降量发生在基坑开挖全部完成时,地表沉降观测点DBC-04-0j的最大地表沉降实测值与模拟值分别为39mm和30mm,分别相当于最大开挖深度的0.212%和0.164%,均满足50mm的要求;基于数值模拟结果,围护墙体ZQT-04的实际最大水平位移和模拟位移分别为39.8mm和35mm,均满足50mm的要求。