考虑盾尾注浆隆起的盾构掘进地面位移预测

通过对3个盾构隧道工程实例中盾尾注浆引起的地面隆起的分析,对比了Mindlin解、sa—gaseta法、Verruiit-Booker法、Loganathan—Poulos法、Chi法和Park法6种解析方法及高斯公式预测盾构掘进盾尾注浆引起的地面隆起的适用性,并结合工程实例给出了考虑注浆地面隆起后盾构掘进地面位移计算的修正Peck公式。分析表明：盾尾注浆引起的横断面地面隆起曲线,可以用高斯公式和Chi法较好地拟合,在确定注浆隆起宽度参数K。和沉降影响角口的经验取值后,可预测盾构注浆隆起。考虑注浆隆起的修正Peck公式,可合理地预测包含注浆隆起在内的盾构掘进引起的横断面地面位移。     

基于极限拉应变法的盾构掘进注浆隆起 对上覆结构的影响

通过对杭州庆春路过江隧道盾构掘进地面位移的分析,发现横断面地面注浆隆起符合高斯分布;在Peck公式基础上考虑注浆隆起,提出广义Peck公式,可对盾构隧道施工引起的包含注浆隆起在内的横断面地面位移进行合理的预测与反分析.基于极限拉应变法,讨论了地层损失沉降和注浆隆起综合作用对上覆结构的影响.通过一算例分析,对盾构掘进最佳同步注浆量进行了探寻.算例表明：提高注浆建筑空隙填充率对减轻盾构掘进给结构造成的危害是最为关键的,额外注浆反而对结构不利.     

间歇冻结控制人工冻土冻胀的试验研究

土体冻胀容易引起地表产生不均匀变形，因此控制冻胀的产生和发展始终是人工冻结技术的重要课题．通过试验比较了人工冻土在连续冻结模式、控制时间的间歇冻结模式和控制深度的间歇冻结模式下，土体冻胀的发展变化规律及冻胀控制与冻结模式之间的关系．结果表明：与连续冻结和控制时间的试验相比，在冻结锋面趋于稳定和温度梯度趋于恒定前，采用控制冻深的间歇冻结模式能够有效地抑制人工冻土冻胀的发展，冻胀量仅为连续冻结模式的19．8％；不同的变温起始时间对冻土冻胀控制的效果不同，在冻结过程刚刚进入拟稳定阶段时，迅速改变冷端温度，将使土样内的温度场不能达到稳定状态，从而推迟起始冻胀的时间，抑制冻胀的产生．     

类矩形土压平衡盾构施工引起的地表变形

针对类矩形盾构施工的扰动控制问题,基于弹性力学Mindlin解,考虑刀盘正面附加推力、壳体与土体之间摩阻力、同步注浆压力以及土体损失4种因素的共同作用,采用数值积分法和叠加原理对地表变形进行计算分析.结果表明：4种因素共同作用下类矩形盾构掘进地表相当范围内表现为沉降,最大收敛沉降约为33 mm,开挖面前方的沉降影响主要集中在前方10 m范围;同步注浆压力产生的地表隆起可以部分抵消土体损失引发的沉降,因而合理的同步注浆有利于沉降控制;4类因素中,正面附加推力和盾壳摩阻力产生的地表变形很小.理论结果与实测数据基本吻合,可为后期类矩形盾构隧道施工的扰动控制提供理论参考.     

随机介质理论在地下厂房沉降研究中的应用

基于随机介质理论模型,对地下工程开挖引起岩层和地表移动规律进行了分析.认为地下工程开挖引起岩层颗粒运动符合随机介质运动规律,提出了地下工程开挖地表沉陷三维计算模型,并以冶勒水电站地下厂房开挖所引起地表沉陷特征进行了具体分析,并将计算结果与实际观测数据进行对比分析,表明水平移动位移、变形均较小.又因地下厂房开挖较深,水平移动规律不如上层塌陷明显,且地表最大观测沉降值约为200mm,而最大计算值约为370mm;在地下厂房顶部,最大观测沉降值约为400mm,最大计算值约为440mm.最大水平移动计算值为100mm.数值计算的结论较为精确、可靠,显示出分层影响传递规律,并最终影响到地表.     

Mitigation of floor heave in West Kentucky Coal Mine

A West Kentucky mine operation in No. 11 seam encountered floor heave, due to the localized increase in the thickness of the fireclay mine floor. Floor heave has overridden seals installed in two mined out panels. The third seal's location was planned for isolating that area from the Mains. A plan of support has been developed to prevent repetition of the floor heave and related problems outby the seals. The applied ground control measures were successful. An attempt of a 3D numerical modeling was made; thus, it would match the observed behavior of the mine floor and could be used as a design tool in similar conditions. The paper describes sequence of events, an applied mitigation ground control system, and the first stage of numerical modeling.     

软土地区盾构施工沉降界限

结合杭州地铁二号线实测沉降,采用“vi速度法”及“拟合直线法”分析不排水瞬时沉降与排水固结沉降的时间界限.分析发现,在地表无隆起的情况下,可以将地表变形分成3个阶段,其中瞬时沉降及固结沉降可以分别拟合为斜率不同的直线,前者斜率大于后者.在盾构脱开管片85～9 d后,地层进入排水固结阶段. 在同步注浆导致地表隆起的情况下,地层受到二次扰动,可以将地表变形分为5个阶段,在盾尾脱开管片105～12 d后,地层进入排水固结阶段．     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明：满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%~20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4~0.45倍基坑深度。     

软黏土三维水-热-力耦合冻融模型及应用

人工地层冻结法是沿海地区软黏土进行地层加固的一种常见绿色工法,地下空间开挖的大型及复杂化使目前冻结法面临更加复杂的渗流环境.为此,通过分凝冻胀理论刚性冰模型的三维化推广,建立能考虑水分迁移的热-水-力耦合作用冻胀融沉模型,以模拟复杂渗流环境下的人工冻结工程.基于模型使用COMSOL有限元进行模拟,与同尺寸室内模型试验数...     

人工冻土冻胀及其抑制研究述评

人工冻结法施工技术是岩土工程尤其是特殊地质和工程条件下地下工程施工的重要方法之一,但冻胀现象制约了该方法的推广应用。从人工冻土冻胀的影响因素、物理模拟概况、数值模拟现状及冻胀抑制等方面总结归纳了国内外在冻胀及其抑制上的研究成果。     

结构可靠度分析的响应面法和随机响应面法的比较

从拟合功能函数方法、计算精度与效率、收敛性等方面对响应面法和随机响应面法进行了系统地分析.算例表明:与响应面法相比,随机响应面法实现了真正意义上的非侵入式分析.响应面法采用二次多项式响应面函数仅仅在验算点附近能较好地拟合真实功能函数,而随机响应面法采用高阶Hermite随机多项式,能在整个空间上很好地拟合真实功能函数.当随机变量个数较少时,随机响应面法的计算精度和效率均优于响应面法.并且随机响应面法可进行自身的收敛性分析,确定最优阶次的计算结果作为精确解,其收敛性也优于响应面法.     

泥水盾构隧道施工引起的地面沉降分析及预测

通过对杭州庆春路过江隧道泥水盾构施工地面沉降监测数据的分析,总结了地面沉降的特点及影响因素,并结合实测数据给出了地面沉降的修正双曲线预测公式。分析表明：Peck公式适用于杭州软土地层中泥水盾构施工引起的地面沉降预测,其中地面沉降槽宽度参数K取值0.25～0.32,地层损失率V1取值0.04%～0.33%。地面沉降主要为盾构脱离0～5d或6d内的盾尾沉降以及扰动土体长期固结沉降,分别约占总沉降量的57.27%和41.08%。适当提高切口泥水及同步注浆压力使地面微隆,可以抵消部分地层损失,减少地面沉降。由地层损失引起的横断面地面沉降曲线较规则,基本呈现高斯曲线分布;而地面隆起变形较无规则,会使沉降曲线偏离高斯曲线分布。引入新参数C后的修正双曲线模型可用于泥水盾构软土地层中施工引起的地面沉降的预测。     

地铁隧道施工引起地层变形的反分析预测系统

地铁施工诱发地层环境损伤的众多问题中，地层沉降的预测与控制是急待深入研究的重要课题。为此，研究开发出了地铁隧道沉降预测(STSP)系统；给出了随机介质理论预测隧道施工诱发地表横向和纵向变形的计算公式；基于最优化理论的共轭方向加速法，研究了地铁隧道施工引起地面沉降的Peck法与随机介质法各自的多参数反分析方法；并将理论公式与反分析法编程实现；实例分析证明了理论方法与程序系统的科学性和可靠性．     

河北工业大学教学主楼基坑支护结构分析

在对水泥土搅拌桩支档结构，混凝土悬臂桩支挡结构，水泥土复合挡结构这3种设计方案的特点进行比较分析的基础上，通过有限元程度的理论计算和现场监测的结果，证明了在软土地区的浅基坑开挖中，水泥土搅拌桩支挡结构在控制墙体位移，坑底隆起，周围地面沉降等方面有其明显的优越性，并且造价适中，保证施工工期。     

Ground movements modeling applying adjusted influence function

Mathematical modeling of surface deformations caused by underground mining operation is commonly carried out with use of empirical, numerical or stochastic models. One of the most frequently applied model for prediction of ground deformation in many countries is Knothe model. The model developed by Knothe belongs to the stochastic methods and is based on the influence function. In China a prediction method named Probability Integration Method(PIF) was established by Liu Baochen and Liao Guohua based on the stochastic medium theory. Modified version of that model allows to predict ground movements caused by mining operation in extremely complex technical and geological conditions. That model is commonly applied for coal, metal ore and salt deposits. The article presents several modifications of the mathematical model used in China and Poland. This model is very widespread in the world, therefore the generalizations proposed in the article can be implemented for the purposes of prediction surface deformations for various types of deposits in many countries. The presented generalizations were then tested on specific examples of coal mining, copper ore mining and rock salt deposit. The obtained results indicate high efficiency of methods based on the influence function in complex geological and mining conditions.     

软土地区地铁基坑插入比优化研究

以苏州地区地铁基坑工程为研究背景,结合实际工程数据与数值模拟结果,分析插入比和基坑稳定与变形的关系。通过数值仿真明确基坑隆起失效时滑动面位置及其与插入比和基坑深度的关系,提出了确定滑动面位置的计算公式,改进了抗隆起稳定性分析中圆弧滑动法的滑动半径。结果表明:建立的滑动面位置确定公式可以较准确地预测苏州基坑隆起失效时滑动面位置;在此基础上,改进的隆起稳定性计算方法所确定的插入比与现有地基承载力法的计算结果吻合度较好,相较于传统圆弧法得到的插入比降低了41%,优化了地铁基坑支护结构的插入比设计。     

露天开采对地面变形的影响

本文根据随机介质理论和相关分析方法，分析了露天开采和倾倒滑移对地面变形的影响，并寻求了由岩移资料反求基本参数的途径，结果与实测相符。预测结果为厂、矿工程设计与施工提供了有价值的依据。     

季冻区CRTS I型无砟轨道不平顺规律及受力特性

为探讨路基冻胀变形对轨道不平顺及结构受力的影响规律,基于ANSYS有限单元分析方法,以哈大高速铁路冻胀区路基段为研究基础,建立了考虑限位凸台、凝胶树脂及层间粘结接触特征的CRTS I型板式无砟轨道-路基冻胀冻融耦合精细化有限元模型. 在此基础上,探讨局部冻胀区路基冻胀变形发生位置、不同冻胀波长及幅值对无砟轨道结构的影响,分析了短波冻胀下轨道不平顺、层间离缝特性与静力学性能. 结果表明:短波冻胀时无砟轨道结构不平顺范围、变形、离缝、受力等各项指标均随冻胀波长的减小、冻胀峰值的增加而增大;冻胀发生于底座板板中时对轨道结构受力影响最大,冻胀发生于底座板伸缩缝时对轨道结构变形离缝影响最大;相对于轨道板结构,底座板承受拉应力最大,冻胀发生于底座板板中时结构受力影响更大;在轨道结构抗拉强度方面,底座板为限制结构,建议冻胀检修限值的波长为10 m、峰值为5 mm.     

超长大跨结构考虑地震输入空间变化效应的响应特征

基于多点随机地震动场模型推导了包含三向正交地震动分量联合输入的多维多点随机地震动场模型,并将虚拟激励法推广应用于考虑行波效应、部分相干效应和局部场地效应联合作用的情况,推导了相应的计算公式;系统分析了考虑地震输入空间变化效应时超长网壳的响应特征.结果表明,地震地面运动的空间变化效应对结构的响应有着较明显的影响.同时,计算还表明虚拟激励法对于分析大跨结构在多维多点输入下的地震响应是一种高效且精确的方法.     

冻融循环作用下危岩体稳定性劣化机制及敏感参数分析

寒区危岩体常因温度起伏而受到冻融循环作用,使其力学性能劣化;而危岩体失稳破坏的实质是主控结构面的起裂和扩展问题,建立考虑断裂韧度劣化的危岩体稳定性分析方法能为寒区危岩体工程的长期稳定性评价提供理论依据.首先,根据断裂力学及冰冻结分离压力理论,考虑冻融循环作用对岩石Ⅰ型断裂韧度的劣化和结构面冻胀力,构建冻融循环作用下危岩...