福州地铁规划建设中的若干地质环境问题分析

结合福州特有的地质背景,分析了地铁规划区的地质环境特征,提出了地铁建设过程中几个主要的地质环境问题:隧道与基坑突涌、地下热水、软土地基的沉降变形、砂土液化和软土震陷、残积土及花岗岩风化孤石、地层软硬突变等问题对地铁施工的影响,并给出了相关建议,以供参考借鉴。     

适应灰岩地区的地铁隧道盾构管片内力计算与原位监测

为了研究适应灰岩地区的地铁隧道盾构管片内力原位现场监测技术,以贵阳地铁三号线一期工程高新路口站—师范学院站盾构区间一处强风化灰岩地层的不利断面为工程背景,采用理论计算和原位监测相互对比分析验证,对其实际的安全状态进行考量,并对比软土地层与灰岩地层管片受力特征,保证地铁隧道盾构管片的安全性。     

明挖基坑近接既有地铁隧道变形计算分析

依托西安市南门隧道上穿近接地铁2号线区间隧道工程,采用Midas GTS建立数值计算模型,计算分析了5种不同工况下各施工阶段及施工完成阶段下的基坑变形和地铁管片变形。计算结果表明:在原状土不采用旋喷加固处理的情况下,基坑最大隆起变形值为11.3 cm,地铁管片最大隆起变形值为5.8 cm,均大大超出了变形限值;采用随挖随填施工的情况下,基坑隆起变形有一定减少,沉降变形有一定增加,但变形值均超出变形限值;在对原状土进行旋喷加固及采用抗拔桩措施的情况下,基坑及管片变形值均大幅降低,且小于变形限值。研究结果可为明挖基坑上穿既有地铁隧道变形计算提供有益参考。     

软土地层中双圆盾构法隧道的抗震分析

目前对于上海双圆盾构法隧道的抗震问题 ,尚没有成熟的方法可供利用。本文结合上海地区典型软土室内动力试验研究成果 ,采用考虑土 -结构相互作用的软土地层中地下建筑物抗震稳定分析方法 ,研究了隧道 -土体体系二维地震反应 ,并应用梁单元有限元模型研究了隧道的纵向地震反应。计算结果包括 :地震引起的隧道周围软土孔隙水应力比、震陷、动剪应力比 ,以及隧道结构的动剪应力、轴力、剪力、弯矩等。最终从地震影响角度对该隧道的优劣作了初步评价 ,为工程决策提供了重要参考依据 ,所得结论可为软土隧道抗震设计提供参考依据。     

软土地区地铁隧道顶部空洞对隧道动力特性影响的试验研究

针对软土地区地铁隧道顶部出现空洞对隧道主体动力性能的影响进行了振动台试验研究。以某市地铁隧道为依托工程,建立了隧道缩尺模型及其所处软土环境,模拟出软土地下隧道顶部出现空洞的状况,分析了隧道顶部空洞处地震加速度响应、地震动应变及震后隧道破坏形态。试验结果表明:隧道衬砌顶部空洞的存在使得空洞附近出现较大动力效应,出现较大的动力响应和变形;衬砌的顶部空洞使得隧道顶部的围岩加速度响应和应变加剧,同时使拱腰加速度响应及应变也有一定的放大效应。隧道顶部空洞在地震时会加重震害。     

地铁运行对隧道周围土体的长期影响

地铁在运营过程中列车对隧道会造成长期的振动荷载,这种荷载不仅造成了周围土体的扰动,而且当作用于软土时还会造成一定的沉降。结合上海地铁1号线的工程实际,分析了振动荷载对隧道周围土体长期变形性状的影响规律,并计算由此引起的隧道沉降量。分析结果证明,在软土地层中,长期振动荷载对地铁隧道沉降有较大影响。     

邻近地铁隧道深基坑工程设计施工的研究

软土地区邻近地铁运营线路的深大基坑开挖是一项极其复杂的工程,基坑开挖过程中如何保证运行中地铁隧道的稳定和安全是整个工程中必须考虑的问题。本文结合武汉轨道交通4号线梅中区间还建楼基坑工程,通过计算分析不同支护及加固技术措施的变形控制效果,对确保地铁的正常运营,减少基坑开挖对紧邻地铁隧道影响的控制措施进行了探讨。     

福州地区软土震陷分析

福州地区发育多层软土,又属强震区,软土震陷对工程影响甚大,本文通过大量实测的剪切波速资料和土工试验资料,对福州城区分布的三层软土进行震陷判别与分析。     

考虑指标关联分析的软土地基震陷判别逐步判别模型

针对软土震陷危害等级判别中存在的问题,选取灰色关联方法和逐步判别方法作为基础模型,提出了一种耦合判别思路,并设计和建立了耦合式软土震陷判别模型。该模型首先对待判样本和参考样本进行指标关联分析;然后根据关联度将震陷等级排序,对参与判别的等级进行筛选;最后将符合条件的样本通过逐步判别分析确定最终震陷类型。为了验证耦合模型的适用性和准确性,对实际样本数据进行建模计算,并与传统模型的判别结果进行了对比分析,取得了较好的评价结果,为软土震陷等级判别提供了一种新的思路。     

基于等效线性模型等价结点力法的高速公路软基震陷反应研究

一般认为 ,震陷发生的机理 ,震陷与地震作用强度、持续时间、土体性状、构筑物强度、位置及抗震措施等有关。从工程应用来看 ,为了预防或降低震陷的危害 ,除了加强抗震设施外 ,通过数值计算来估算震陷量 ,具有一定的社会效益与经济效益。通过有效应力等效线性动力反应分析 ,运用等价结点力法分析了某高速公路软粘土路基震陷随地震最大加速度的变化趋势 ,建立了震陷同路堤高度、软土动模量系数、饱和重度、遭遇的竖向与水平向地震加速度放大系数之比和水平向地震系数等因素的相关关系式。此外还认识了频谱对震陷的影响 ,对相关研究具有一定的启发性。     

软土地层盾构隧道长期沉降与施工因素初探

软土地层中地铁盾构隧道长期沉降与隧道的结构安全和地铁日常运营息息相关,受到工程界的重视。通过收集分析国内外典型软土地区盾构隧道长期沉降实例,指出施工扰动和管片漏水是长期沉降的最主要因素。然后结合苏州地铁的地表沉降监测数据,分析了盾构隧道施工期沉降的主要因素。最后在地铁隧道基底沉降实测数据的基础上,利用常用的数学模型,预测该隧道的长期沉降量。实测数据分析表明:由切口土压力、盾构外壳与地层的摩擦和盾尾注浆引起的施工扰动是引起地铁盾构隧道施工期沉降的主要原因,常用的数学模型能够大致地模拟地铁盾构隧道的长期沉降。     

快速地铁列车荷载下软土地基沉降数值模拟研究

地铁列车荷载作用下软土地基会产生沉降,如工后沉降和不均匀沉降等,影响其使用性能和使用寿命。为研究不同速度地铁列车荷载作用下软土地基的沉降特性,采用有限元软件ABAQUS建立三维动力有限元模型,对比分析了常规时速(80 km/h)和较快时速(120 km/h)下土体的沉降规律,并结合理论经验修改公式预测地铁运营工后沉降量。研究结果表明:列车运行速度越大,隧道下卧土体的波动越大,沉降曲线轮轨分布现象越明显,地表沉降槽的横向影响范围也越大,约为隧道轴线两侧各4.5倍隧道直径,但其工后沉降随地铁行车速度的增大而减小;在快速地铁列车荷载作用下土体竖向沉降的影响范围为3倍隧道直径;线路运营后一年沉降量约为57mm,占累积沉降量的30%,20年后的累计沉降量约为190 mm。     

运营期地铁隧道沉降观测数据处理软件开发与应用

针对地铁隧道沉降监测点多、观测次数多、长期观测,以及高精度电子水准仪进行数据采集的特点,提出了开发具备数据读取、闭合环的自动查询与闭合差计算、监测网平差处理、各种报表和沉降曲线生成等功能一体化软件.介绍了地铁隧道沉降观测方法、数据平差处理的统一数学模型、软件的设计开发和应用.应用表明,电子水准仪配合处理软件,能够大大节...     

盾构施工引起地面长期沉降的理论计算研究

 对盾构施工引起的隧道轴线上方地面工后沉降进行研究,结果表明,土体开挖卸荷引起应力释放,产生初始超孔隙水压力,其分布呈三角形。假定衬砌不排水、土体为单面排水、压缩层厚度为隧道覆土厚度,采用太沙基一维固结理论,得到地面工后固结沉降的理论计算公式。假定地面长期沉降主要由施工期间沉降和工后固结沉降组成,进而得到地面长期沉降的理论计算公式。算例分析结果表明：该方法的预测值与实测值非常吻合;上海软土地区盾构隧道施工引起的地面长期沉降相当显著,最终地面沉降量在80 mm以上,固结沉降占总沉降量的80%～90%;按最小覆土深度5 m计算,需要2 a以上地面沉降才能最终稳定。     

软土地层中盾构隧道地震反应分析

采用动力有限元──双渐近多向透射边界方法计算了软土地层中盾构隧道的地震响应,分析了洞体参数（包括洞径、埋深及衬砌弹模）对盾构隧道地震响应的影响,得出的规律可为地铁抗震分析提供依据。     

地铁循环荷载下隧道下卧土体动力特性研究

随着我国城市地铁交通建设和运营里程的持续增加,列车荷载作用下隧道下卧土体的动力稳定问题备受关注。以粉质黏土地层中单线圆形地铁隧道为工程背景,采用室内模型试验和数值计算方法,分析了地铁循环荷载作用下隧道下卧土体中加速度峰值、沉降变形等的变化规律。结果表明,相较于循环荷载幅值,隧道下卧土体中加速度峰值衰减特性受循环荷载频率影响更为明显。单线圆形隧道周围约2倍直径范围为循环荷载作用影响区域,其中以0.5倍直径范围内影响最为显著。单线圆形隧道下卧土体的动力响应还受隧道埋深、隧道直径等因素影响,隧道埋深越深,隧道直径越大,下卧土体动力响应值越小,对隧道的安全有利。     

利用数学模型预测超大直径泥水平衡盾构法隧道工后沉降

工程建设中地表沉降是由多种原因产生的,大致可分为施工中产生的沉降和施工后产生的沉降两部分。在软土地区的隧道施工中,工后沉降占有较大比例,研究预测工后沉降具有重要的工程价值。通过实测数据与几种预测模型的比较,分析了不同模型的优缺点及其应用情况。     

隧道开挖后沉降变形的分形计算研究

隧道在不同岩体中开挖后,都有着不同程度的变形沉降。对于硬质岩体隧道沉降变形有着一定的规律,而软岩隧道一般沉降变形比较复杂。本文以纸坊隧道为例,基于Koch分形理论,对隧道DK201+865处进行二维平面分析研究。通过现场沉降检测数据与分形计算结果对比,来证明Koch分形扩展理论适合于本隧道的沉降计算。     

盾构施工扰动与地层移动及其智能神经网络预测

讨论了城市地铁区间隧道盾构掘进中对土体的施工扰动及引起地层移动和地表变形沉降的力学机理 ,概括了施工扰动影响的主导因素。结合上海市地铁 2号线的工程实践 ,采用了人工智能神经网络技术对地表沉降进行了预测 ,经与现场实测值作对比分析 ,论证了上述软科学方法的可行性和适用性