盾构隧道开挖引起地表沉降数值模拟与实测分析

用三维数值分析模型模拟了隧道盾构开挖引起的地表沉降的发展过程,分析了地表横向和纵向沉降的动态变化规律,得出了模拟盾构开挖过程的数值模型,并基于Peck公式对地表沉降模拟值和工程实测资料的沉降槽参数进行了对比分析．结果表明FLAC3D模型能有效地模拟盾构掘进过程中的地层开挖效应和沉降规律．     

悬挂式帷幕入土深度对涌水量影响及优化设计

为实现悬挂式帷幕条件下涌水量定量计算以及基于此的优化设计,根据地下水动力学原理,分析了悬挂式帷幕影响下形成的绕流和非绕流两个区的渗流特征;利用Dupuit假设和阻隔理论,在一定理论推导基础上,系统地提出了悬挂式帷幕条件下潜水和承压水涌水量计算的修正大井法,并根据实际应用需要提出了相应的近似表达式;然后,以潜水含水层为例,采用系统的数值试验分析了修正大井法中水位加权系数随悬挂式帷幕深度变化规律,同时也验证了修正大井法近似公式精度;最后对悬挂式帷幕优化设计进行了探讨,提出了优化模型和求解方法,并进行了相关数值案例的应用.     

西南某水电站坝址区左岸高边坡变形机理及动力稳定性分析

现场调查表明,岩体经历了复杂的岩浆活动和多期构造作用,白鹤滩坝区左岸主要存在3种变形破坏模式,即正常卸荷型、陡裂夹泥型、缓倾角错动带的表生改造型;对边坡岩体结构特征、岩体风化及物理力学性质等特征进行了细致研究;在此基础上,运用动力离散元数值模拟,揭示了在地震作用下边坡变形破裂发生规律和变形发展模式,对其动力稳定性及可能引起的工程效应进行了综合评价.     

倾斜煤层长壁开采岩层运动特征及顶板控制

采用了现场测试法,用相似材料模拟实验研究了倾斜方向岩层运动与围岩应力分布有用离散元法模拟围岩运动特征等方法,得到了以下结论：（1）煤层倾角导致岩层运动与破坏以及围岩应力分布差异很大;（2）采空区充填程度不同,沿工作面倾斜方面,下部充填较密实,而上部则处于空置状态,由于顶板支撑条件不同,从而导致顶板挠曲差异很大,经常出现上部断裂而下部完好的状态;（3）倾斜煤层开采导致的岩层运动比缓倾斜煤层强烈。要求工作面支护既有足够的强度,更要确保其稳定性。图5,参5。     

隧道上穿既有车站结构的变形预测及安全评估

利用FLAC3D程序建立三维地层一结构模型来预测某拟建隧道上穿已建成但尚未运营地铁车站在施工期间引起的既有结构变形,再利用SAP2000程序,建立荷载 - 结构模型以叠加法计算出既有结构在初始状态下和变形条件下的结构内力,再根据既有车站结构的工程材料、结构尺寸及所配钢筋可计算出结构各部位的承栽能力,将计算出的结构内力与结构承载能力进行比较,以评估既有车站的结构安全性,为隧道穿越既有车站施工时的结构安全性评估提出了新的方法.     

混沌神经网络在深基坑开挖侧移预测中的应用

以混沌理论为基础 ,由去偏复自相关函数确定输入神经元的数目 ,通过含有隐层的误差反向传播神经网络输出预测值 ,对神经网络输出的“尖点”预测值进行混沌控制 ,通过参数控制法确定预测值 ,使预测结果更加准确。最后将该方法应用于北京市北新桥地铁车站深基坑的侧移预测 ,取得较好的预测结果     

地铁联络通道软土地层冻结法施工的FLAC三维数值模拟

通过数值分析对上海轨道交通13号线世博园站至长清路站专用交通联络线工程盾构井与13号线右线区间之间进行联络通道的开挖进行模拟.联络线盾构井为明挖法施工法施工,采用地下连续墙为围护结构;联络通道开挖采用水平冻结法加固地层,为确保开挖过程冻结壁的安全性,采用三维有限差分法FLAC3D,对整个施工过程进行了数值模拟.分析冻土壁的开挖过程中应力变化和土体位移,并对冻结施工的安全性进行了分析,提出了相应的施工指导建议.     

SH波作用下山岭隧道洞口段结构动力响应研究

 基于弹性波动理论,将山岭隧道洞口段简化为单面边坡模型,考虑波在洞口边坡的反射效应,推导垂直入射SH波作用下隧道轴线上的位移场分布,并将隧道简化为三维薄壁壳结构,以得到在该位移场作用下隧道结构的动力响应。针对上述分析结果开展山岭隧道洞口段振动台模型试验,以验证理论模型的合理性,并综合分析得到如下结论：将隧道结构动力响应看作横截面与纵向响应的叠加,隧道结构横截面发生剪切变形,两侧拱肩与拱脚为抗震的薄弱环节,变形效应沿轴向缓慢增加,此响应为平行隧道结构横截面传播的SH波作用所致;隧道结构纵向发生水平剪切变形,变形效应沿隧道轴向逐渐减弱,洞口处产生较大刚性位移,在施工缝存在的情况下,隧道结构在洞口附近易沿施工缝产生错台现象,此响应为沿轴向传播的SH波所致。此规律表明,隧道结构的纵向抗震设计同样值得关注。     

薄壁闭腔对装配式车站结构力学性能影响研究

国内首例全预制装配式地铁车站采用薄壁闭腔构件代替传统实心构件,实现了装配式构件的轻量化。为了研究闭腔布设形式对装配式结构性能的影响,以装配式地铁车站单环结构为研究对象。分别对实心结构和空心结构在竖向荷载作用下的非线性力学与变形性能开展研究,得到了各结构的破坏形态和荷载-位移曲线,并对结构应力、内力进行对比分析。分析表明:装配式结构整体具有较好的承载与变形能力。实心结构与空心结构具有相似的破坏形态。实心构件内设置闭腔,结构应力分布相对集中,承载能力与刚度降低。但空心构件的截面内力较小,延性性能更好。基于装配式结构绿色环保的设计理念,考虑到极限承载情况下结构的承载能力与变形能力,预制装配式车站选用空心构件且设置双排闭腔更符合要求。研究结论可为装配式地铁车站的深化研究和工程设计提供理论支撑与技术参考。     

松动圈及减震层对隧道地震响应影响的试验研究

减震层的设置对隧道结构的耐震性具有积极作用。研制一套适用于振动台动力模型试验的柔性气囊加载系统,对隧道自重应力进行伺服模拟,根据3种工况的模型试验结果,对比模型加速度、附加应变及弯矩和结构破坏形态,分析减震层和松动圈对隧道结构的动力响应影响机制。结论表明,无论是松动圈或减震层,都并未改变结构的动力响应规律和基本破坏形态;由于松动圈的存在,减弱了围岩对隧道结构的约束作用,造成隧道结构变形的增大,对隧道整体稳定性不利,结构附加弯矩增大,表明其在遭受地震时更容易发生破坏;设置减震层能有效地减小结构各点在地震作用下产生的附加应变,改善结构的受力性能,协调隧道整体变形,提高了结构的抗震性能;类似于松动圈和减震层的隧道衬砌外周较柔性结构影响隧道动力性能的关键因素可归结为材料的刚度,即材料几何上的厚度和强度。