富水砂卵地层冻结法联络通道施工

济南轨道交通联络通道采用冻结法施工,经综合分析表明,冻结法施工在富水砂卵地层中安全可行。形成的冻结体整体性和封水效果好,联络通道两面开挖方案可行,分析施工停电停冻对冻结帷幕的发展影响,可供类似工程参考。     

济南轨道交通某深基坑降水与回灌数值分析

基坑降水会改变基坑周围地下水位,进而引起不均匀沉降,影响周围建筑物安全性,实践证明,回灌法是解决此类工程问题的有效手段之一。以济南轨道交通R1线某深基坑降水工程为研究目标,利用Visual Modflow软件分析基坑降水与回灌,分别模拟基坑在止水帷幕与回灌不同工况条件下降水与回灌对周围地下水位与沉降的不同影响效果。仅回灌模拟结果表明:回灌井设在基坑周围10 m处,保持回灌量大于等于抽水量,地下水位控制效果相对较好;回灌结合止水帷幕模拟结果表明:回灌量控制在抽水量的2/3左右,回灌井设在基坑周围30 m处,回灌在整个模型区域地下水位控制效果最好,沉降小于0.1 cm。根据模拟结果得出适用于该工程地下水位扰动最小的回灌方式及最优方案,为工程施工提供理论依据与参考。     

济南浅层地基微观结构及分形特征研究

天然沉积土的宏观力学特性与微观结构紧密相关,研究土体微观结构对深入揭示土的宏观力学特性具有重要意义。首先研究济南地区深度在50 m以内黄河冲积地层天然沉积土的物理力学参数分布特征,再采用场发射扫描电镜试验,分析各土层不同方向土样的微观结构特征,最后应用分形理论,研究各层土分形维数的演化规律及其与物理特性参数间的相关性。结果表明:第(7)层黄土是以粗粉粒为主体骨架的蜂窝状大孔隙结构,第(8)层粉质黏土是碎屑粉粒为骨架的蜂窝结构,第(9)、(10)和(11)层粉质黏土是以黏粒集合体为基本单元的薄层状絮凝结构。不同土层土体土粒和孔隙的分形行为明显,随着地基深度增大,土粒和孔隙的分布分维数均逐渐加大,形态分维数均逐渐减小,土粒的粒径变化比孔隙的孔径变化明显,而孔隙的形态变化比土粒复杂。土体的分维数与含水率、孔隙比、液塑限、黏聚力和内摩擦角之间存在较强的相关性。     

考虑锚索松弛特性的预应力损失计算模型研究

基于等效应变原理,考虑耦合效应与锚索松弛特性,将锚索自身与周围介质代以松弛组合元件、广义开尔文组合元件,提出了一种新的预应力蠕变损失计算模型,并推导了其特征方程(本构方程、蠕变方程、松弛方程),阐述了锚固力损失与围岩变形之间的计算关系;在材料参数已知的情况下,对比应力应变新模型计算结果与试验测试数据可知:(1)随着锚索张拉控制应力的不断提高,锚索应变测试初值和终值不断增大,呈正相关;(2)应变测试曲线基本遵循"幂函数"趋势,表现为初期加速增长,后趋于平稳增长,最后保持基本水平;(3)蠕变计算新模型较原耦合模型更贴近相似试验测试结果,且应力与应变变化规律相符;研究成果为锚索预应力工程的设计、施工提供了理论支撑和借鉴参考。     

盾构隧道开挖面极限支护压力研究

针对盾构隧道开挖面稳定的极限支护压力,通过理论计算与现场实测的对比分析,提出了不同地层隧道上覆土压力的计算原则,将条分法的思想引入盾构开挖面的稳定性分析,导出了开挖面稳定的极限状态方程,据此可求得盾构隧道开挖面稳定的极限支护压力。最后,结合具体的工程实践,将前述理论和方法应用于临界滑动面的搜索和极限支护压力的计算。上述研究成果对于指导盾构隧道的设计与施工具有重要的作用。     

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。     

黄河流域冲积层本构模型的深基坑适用性研究

以沿黄河流域不同地区地质力学特征差异较大的3种类别基坑为工程背景,分析所甄选的5种本构模型各自的屈服特征及适用条件,结合厚冲积层典型流域的地质力学参数特征,采用有限差分法模拟软件二次开发平台及实测数据,研究了各自区域基坑开挖结构变形所匹配的本构模型。研究表明：沿黄河冲积流域线,地质力学特征出现较大差异,总体上来说东部颗粒级配较好,西部地层深处以未固结的粘土和细砂为主;简尼模型能较为准确模拟济南基坑围护桩变形特征,邓肯张模型可表征该地区基坑地表的沉降变化发展规律;摩尔库伦模型在拟合郑州地区主动土压力时具有较高的精准性;修正剑桥模型在跟踪兰州地区基坑锚索轴力随时间变化的轨迹时与实测数据较为吻合。     

黄河冲积互层预制方桩承载特性试验研究与分析

桩周注浆预制抗拔桩在厚冲积层地区的研究与工程应用较少。设计出适合济南厚冲击层地区的桩型与桩周水泥土配合比,并采用足尺试验对不同变量因素下预制桩进行对比研究。试验研究表明:被加大水泥百分比后的水泥土包裹的桩体荷载变形曲线更为平缓,桩体回弹率增大,桩侧阻发挥效果更佳;m值并不是某一地层固有的参数,与试验桩形体动态存在一个急速衰减、缓慢衰减和趋于平稳的过程,最终维持在10~30MN·m~(-4);桩长对抗拔桩的承载特性在一定程度上发挥作用,尚不是主要因素,探讨桩身变形随荷载的发展规律足以证明。现场试桩试验初步研究了厚冲积层地区预制抗拔桩的可行性。     

台东交叠隧道施工过程数值分析

对青岛市台东站近距离交叠隧道分别采用眼镜法和三台阶法施工时引起的地表沉降和上下隧道交互影响进行了三维数值仿真模拟研究.比较分析了在两种不同的开挖方式下,后期1#线隧道开挖引起既有2#线隧道衬砌的位移场和应力场的变化规律;发现由于后期施工隧道的干扰,使上部已完成的隧道断面有扭转变形趋势,衬砌断面上出现不均匀的拉压应力;确定了隧道开挖过程中衬砌容易破坏的部位、地表沉降漏斗的基本形状及其特征参数.研究还表明眼睛法施工优于三台阶法施工.模拟得到的结果为该工程设计、施工和监测提供了理论依据和技术指导.     

济南地铁盾构隧道小曲线叠落下穿京沪高铁桥施工控制技术

以济南地铁R1线、R2线盾构隧道小曲线、小净距、叠落下穿京沪高铁桥为工程背景,提出了多区间隧道下穿施工主动控制技术体系。研究表明:(1)多区间隧道下穿施工主动控制技术体系包含盾构叠落下穿施工顺序优选、主动隔离控制、管片结构加强、交叠区洞内加固控制、下穿高铁桥减隔振控制5项技术;(2)盾构叠落下穿施工顺序优选原则为叠落区域隧道按自下而上顺序施工,同一平面按与既有隧道由远而近顺序施工;(3)主动隔离控制技术为施做钻孔灌注桩作隔离桩,袖阀管注浆作桩间止水;(4)交叠区洞内加固控制技术采用管片增设预留注浆孔对交叠区夹层进行注浆预加固、下方隧道架设台车支撑加强整体刚度;(5)全自动变形监测表明4条盾构区间穿越施工桥墩最大沉降量仅为0. 4mm,变形控制效果极佳。