盾构隧道穿越水工渠道安全影响模拟分析

针对TBM盾构隧道下穿水工渠道实际工况,考虑渠道、隧道、地层等影响因素,建立三维有限元数值模型进行分析。结果表明,隧道左线开挖时渠道的最大沉降变形为3.19 mm,地表竖向沉降量最大值为8.76 mm;隧道右线开挖时渠道的最大沉降变形为4.54 mm,地表竖向沉降量最大值为8.26 mm;隧道施工所致渠道结构的最大拉应力变化为0.20 MPa,根据相关技术要求中的沉降限值,得出分析结论。     

三峡工程双线五级船闸高边坡深层岩体变形监测

三峡工程双线五级船闸深层岩体变形监测成果表明,船闸开挖引起的岩体垂直变形表现为同弹,最大回弹变形10．39mm;岩体水平向位移表现为向闸室方向,最大变形为26．14mm,随着开挖的结束,变形基本趋于稳定,目前高边坡深层岩体处于稳定状态。     

软土地区电缆沟通道开挖回弹变形特性研究

开挖后的电缆沟通道是一个狭长的基坑,苏州某软土地区电缆沟通道的坑底回弹变形量大进而导致工程工后沉降不满足要求。为探究基坑回弹的变形规律,采用ＡＢＡＱＵＳ软件对电缆沟通道坑底的回弹变形进行了模拟,重点分析了地基土的黏聚力、内摩擦角、弹性模量以及支护结构嵌固深度和基坑开挖两侧超载对坑底土回弹变形的影响。结果表明,地基土的性质对坑底回弹量影响很大,基坑回弹量随土的内摩擦角、黏聚力和弹性模量的减小而增大,尤其是当地基土性质较差（力学参数较小）时,回弹量变化显著;当坑底土性较差时,基坑周边超载对坑底土体回弹量影响较大;坑底回弹量随支护结构嵌固深度的增大而减小,可通过加大支护结构嵌固深度的方法降低坑底回弹量。     

弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型及其求解

针对弧底梯形断面渠道,考虑复合土工膜和渠基土壤的摩擦力,通过分析复合衬砌渠道的冻胀破坏机理,指出弧底梯形复合衬砌渠道坡板可简化为在冻胀力、冻结力、摩擦力共同作用下的悬臂梁,整个衬砌体属于压弯组合变形结构。通过适当的假设和简化,建立了弧底梯形复合衬砌渠道冻胀破坏力学模型,分别求出渠道坡板和弧形底板内力表达式,并对衬砌板的厚度进行验算。对比混凝土渠道,加入复合土工膜后,衬砌体产生允许范围内的冻胀位移量,使渠基土壤对衬砌体的有效冻胀力和有效冻结力减小,改善了衬砌体本身的受力状态,起到防冻胀破坏的作用,揭示了复合衬砌渠道防冻胀破坏的机理;对比梯形渠道,认为弧底梯形渠道坡板与底板整体结构性更强,反拱作用明显,更有利于渠道的防冻胀破坏。     

下东岸干渠渠道抗冻胀方案比选及数值模拟

结合新疆下东岸干渠混凝土衬砌渠道施工项目基本情况,对渠道防冻胀方案方案进行比选,得出最佳防冻胀方案为渠基换填措施,现浇混凝土板下换填厚度取为33 cm,渠底浆砌卵石下换填厚度取20 cm。模拟结果显示,阴坡、渠基和阳坡的冻胀量分别为3.1 mm、6.8 mm、4.1 mm,未超过设计允许安全冻胀量,且渠道受力及应力分布情况均得到大幅度改善。     

衬砌与无衬渠道温度场、观测对比分析

针对哈尔滨市万家干渠衬砌与无衬砌渠道,通过对其温度场与冻胀量进行了冬-春季的观测及变化分析研究,阐述了采取混凝土板衬砌措施处理的渠道可适当提高渠基温度,基础温度场相对稳定,并可适当减轻渠基土体的冻胀变形,利于维护渠道的整体稳定。     

季节冻土区梯形混凝土衬砌渠道冻胀预测研究

依据热传导和质量迁移理论,建立渠基冻土温度场、水分场和应力场耦合数学模型,分析了影响季节冻土区渠基土体冻结的核心因素温度和水分运移量,提出以冻结期渠基土体温度和水分迁移量为变量,建立渠基土体冻深和冻胀量预测模型。借助于季节性冻融条件下梯形混凝土衬砌渠道原型观测成果,观测了冻结期渠基以下5 cm处土体温度以及水分迁移量,研究了季节冻融渠基温度和水分运移及其诱发的冻深发展和冻胀变形的变化。经检验,预测曲线与实测曲线基本一致,且满足误差要求,用冻结期土体温度和水分迁移量来预测冻深、冻胀的方法准确可行。     

衬砌与无衬渠道温度场、观测对比分新

针对哈尔滨市万家干渠衬砌与无衬砌渠道，通过对其温度场与冻胀量进行了冬一春季的观测及变化分析研究，阐述了采取混凝土板衬砌措施处理的渠道可适当提高渠基温度，基础温度场相对稳定，并可适当减轻渠基土体的冻胀变形，利于维护渠道的整体稳定。     

卸载回弹特性及计算方法研究

为了研究开挖回弹计算方法,以某地区浅层原状粉质粘土为研究对象,采用GDS静三轴试验系统对其进行不同预压荷载及不同卸荷比的试验研究。通过试验结果分析,得到了回弹变形特性:卸荷量较小时,几乎无回弹变形发生,回弹路径为一条水平线;各卸荷比情况下的回弹曲线基本为一组平行线。仅当卸荷量达到一定水平时,才产生较大的回弹变形。并在此基础上得到了当全部卸载后的最大回弹量取决于初始应力水平,推导了基坑开挖基底回弹变形的估算公式,为实际工程提供了参考。更多还原     

考虑塑性发展系数的简化软土基坑回弹变形预测

为了解决现有的基坑回弹变形计算方法所需参数较多、计算过程较为繁琐、工程应用上受到限制等问题,利用孔隙比和压缩变形量的关系推导出塑性发展系数β的表达式,根据卸荷比R对回弹变形量的影响,估算坑底回弹土层的计算深度,且忽略深大基坑中央土体应力分布的空间效应和坑底中部土体在开挖前及开挖后均为均匀的自重应力场,建立一种基于塑性发展系数β的回弹量估算方法。利用该法对上海市某挖深17.9 m的深大基坑中部回弹量进行估算,并与回弹实际监测值作比较,结果表明,可以用该方法估算回弹量;同时,分析了该方法的工程应用可靠性,并对预测效果修正提出了相应的建议。     

南水北调工程高潜水强透水地基渠道施工期渗流及降排水研究

采用三维有限元方法对南水北调工程温博段渠道开挖过程、排水渗流及边坡渗透稳定情况进行了研究分析。计算结果显示:渗流会对明渠边坡的稳定性带来不利影响,随着开挖深度的增加,地下水位的重新调整,明渠边坡不断地产生渗流。渗流产生的渠底水压力和渗透压力对边坡的稳定不利,且影响明渠的正常施工,必须采取有效的排水措施,来降低地下水位。在保证明渠边坡开挖过程中的稳定和明渠干地施工的前提下,研究了排水井间距、深度、砂层厚度对渠道内外水头差的影响,为明渠的施工提供依据和参考。     

大型地下厂房含蚀变带围岩变形特征与机理分析

大型地下厂房的洞室开挖规模较大,围岩稳定问题突出;而当厂区蚀变带发育时,围岩发生大变形的风险可能骤增。依托丰宁电站主厂房洞室开挖工程,结合地质资料和监测数据,对大型地下厂房含蚀变带围岩的变形特征与机理进行了分析。结果表明:开挖边墙变形普遍较大,多个监测值超过50 mm;开挖规模较大的区域变形更大;受蚀变影响的围岩时效变形明显。分析认为丰宁电站主厂房围岩变形受到蚀变带、大规模开挖和地应力的综合影响:沿结构面广泛分布的蚀变带削弱了岩体质量,成为大变形的内因;大规模开挖造成围岩卸荷损伤,创造了大变形的条件;而与厂房纵轴线大角度相交的地应力大主应力则放大了前两者的不利影响,最终导致大变形发生。     

基坑开挖前降水对围护变形影响分析

高水位地区基坑工程项目的预降水往往会引起基坑围护一定的初始变形,有时甚至超过开挖引起的变形量,而大多数基坑变形初值采集一般在预降水完成后,开挖前降水引起的围护初始变形问题较难引起重视,对相关案例分析研究就显得尤为重要。结合上海某基坑工程案例,通过该案例中开挖前降水监测数据分析,并进一步采用有限元模拟,得出基坑支护前降深过大将引起基坑较大水平变形,揭示了单独降水对围护变形的影响机理,为后续基坑工程评估预降水的变形影响提供借鉴。     

Pasternak地基上基坑开挖对邻近地下管线影响的解析分析

随着基建规模的扩大,基坑开挖引起周边地下管线变形问题仍需重点关注。首先计算基坑开挖对邻近管线产生的附加应力,然后基于Pasternak弹性地基梁模型,采用两阶段方法建立地下管线竖向位移平衡微分方程,利用有限差分法求解得到形式简洁的矩阵解析解,并把理论计算结果与两个工程实例监测数据进行比较。结果表明:本文计算结果与现场实测的地下管线变形规律基本一致,验证了该方法的合理性和准确性。计算模型概念简单,结果简洁明确,可作为分析和预测基坑开挖对邻近地下管线影响的一种新手段。     

计算大型渠道填挖方量的一种方法

根据分段渠道地面线高于或低于设计堤顶线，高于或低于设计渠底线等不同情况，确定挖方段与填方段的长度，用棱柱体及斜三棱柱体体积公式计算填挖方量。以南水北调中线工程总干渠渠道为例，采用ＦＯＲ－ＴＲＡＮ－７７编制程序进行计算。计算结果表明，该方法比常用方法算出的挖方量，更接近实际值，由此产生的经济效益显著。     

袖阀管及深孔注浆在地铁站施工建筑物及管线保护中的应用

地铁暗挖施工,对周边建筑物及管线的影响一直受到参建单位的重点关注,暗挖施工对多座建筑物和多条管线都有影响,且管线及建筑物建设时间久远,极大地增加了变形控制难度。采用袖阀管和深孔注浆对建筑物和管线进行保护,取得了良好效果,形成以下结论:地表袖阀管注浆可以有效地将开挖影响范围通过注浆加固体隔开,使开挖后土体变形大部分发生在加固体外侧,有效控制建筑物的变形;小导洞内深孔注浆使得管线下方加固体形成拱形保护壳,减小管线上方土体变形范围,使管线总体变形大大减小,施工期间沉降量最大仅为9.95mm;无论采用袖阀管注浆还是深孔注浆,其注浆参数的选取、施工工艺的控制等都需要结合具体地层参数及时调整,合理控制注浆量和注浆压力。     

白鹤滩水电站左岸地下厂房施工期围岩稳定安全监测分析

白鹤滩水电站地下洞室群规模巨大,地质条件复杂,地应力高,洞室开挖期间安全风险大,需要监测围岩稳定情况。通过分析左岸地下厂房第Ⅰ至第 Ⅳ 层开挖安全监测资料,揭示围岩变形规律、特性和原因,并给出了为稳定围岩采取的工程措施。成果表明:洞室施工期围岩变形是地质条件、地应力和开挖等因素共同作用的结果;错动带、裂隙和断层等地质构造影响洞段的顶拱围岩变形总量和变形深度均相对较大,一般洞段下游拱脚围岩变形相对大;顶拱中心和上游拱脚围岩变形大部分在深度6.5 m以内,下游拱脚部分桩号深度超过11 m的区域有一定变形,上下游岩台围岩变形深度大于顶拱;支护锚杆应力、锚索荷载在厂房内的空间分布规律和变化规律与围岩变形一致;一般洞段顶拱的锚杆和锚索受力仍有较好的余度,岩台层采取的针对性处理措施有效地提升了开挖成型效果。研究成果可为后续开挖期间围岩稳定的控制提供参考。     

被动区土体加固对深基坑变形影响的研究

被动区土体加固能有效地控制基坑开挖引起的变形、保护基坑周边环境,在实际工程中得到广泛的应用。对上海软土地区某地铁车站深基坑工程进行数值模拟,系统地研究了不同土体加固形式对基坑变形的影响。研究结果表明该工程采取的坑底加固措施使得基坑变形满足变形控制标准;增大土体加固的深度能显著地减小围护结构侧向位移、地表沉降和坑底隆起;而过度地增大加固土体的割线模量E₅₀^ref对控制基坑变形的效果甚微;在同等条件下,满堂加固控制基坑变形的能力明显优于裙边加固。     

基于改进西原模型的厚冲积地层基坑结构回弹参数敏感性分析

通过在传统西原本构模型中串联Newton体,可准确追踪黄河厚冲积黏土地层中土体卸荷后的非稳定蠕变力学行为特征。以济南省文化艺术中心大厦深基坑为工程背景,采用现场监测数据分析、统计建模和FLAC^3D二次开发数值模拟相结合的方法进行模型优化和改进西原方程的参数辨识,分析了围护桩的不同插入比、桩边尺寸及桩间净距3种情况下基坑卸荷导致的底板上移规律,以及立柱桩入土深度、插桩位置及桩型对基坑开挖过程中立柱桩的回弹特性的影响。结果表明底板上移对参数的敏感程度大小为围护桩净距＞插入比＞桩边长;立柱桩回弹对参数的敏感程度大小为立柱桩入土深度＞插桩位置＞桩型。利用此规律可有效降低基坑开挖对工程桩及底板隆起的影响,确保了济南省文化艺术中心大厦深基坑的施工安全、优质,为同类地层深基坑控制立柱桩及底板隆起提供了设计经验和参考。