小曲线半径盾构隧道上穿既有隧道影响分析

为研究新建盾构隧道上穿既有隧道时对下部隧道影响,以南昌某地铁出入线上穿既有盾构隧道工程为依托,结合小曲线半径隧道、盾构机超载等特殊工况,采用有限元进行模拟分析。研究结果表明:盾构机超载将导致既有隧道纵向呈凹槽型沉降变形,最大值约-9.7 mm,管片弯矩值较未开挖时增长34.3%;上部开挖卸载将导致既有隧道纵向呈隆起变形,最大值约8.7 mm,管片弯矩值较未开挖时略有减小;既有隧道在盾构机超载及开挖卸载两者耦合作用下,纵向变形呈“S”型曲线,最大隆起值与最大沉降值差值高达13.8 mm。针对上述分析,提出对既有隧道施加钢支撑环+拱顶注浆的加固措施,隧道最大变形值较未加固时减小44.8%,验证了该加固措施的有效性,对小曲线半径段施工控制重难点进行分析,并提出相应建议,以期为相关工程提供参考依据。     

地铁隧道基底饱水风化软岩动力特性试验研究

为探究在列车长期循环荷载作用下地铁隧道基底风化软岩的累积塑性应变变化规律,以南昌地铁基底泥质粉砂岩为研究对象,开展不同风化程度饱水泥质粉砂岩在动应力比、静偏应力比、围压和频率等工况的室内动三轴试验,研究在不同影响因素下饱水风化泥质粉砂岩的动力变形特性规律。结果表明：在不同影响因素下,全、中风化泥质粉砂岩累积应变分别在加载1 000、100次开始趋于稳定;全风化泥质粉砂岩的临界动应力比在0.3~0.4之间;与不同动应力比和静偏应力比情况相比,改变围压和频率对两种风化泥质粉砂岩累积应变影响不大;通过分析试验结果数据,提出考虑加载次数、动应力比等因素的累积塑性应变数学模型。     

隧道围岩压力运动单元上限有限元计算方法

针对隧道围岩压力与破坏模式问题,应用刚体平动运动单元上限有限元方法（UBFEM-RTME）与程序开展计算分析,获得了支护反力系数N_γ及N_c上限解曲线图和围岩有效间断线网破坏模式及其演变规律。与多种基于假定破坏机构的刚性块体上限法及模型实验结果进行对比分析,验证了UBFEM-RTME方法获得的支护反力上限解为极限分析上限理论框架内的较优解答,并且N_γ及N_c上限解与太沙基围岩压力解答变化趋势基本一致。除N_γ及N_c上限解外,UBFEM-RTME方法获得的隧道围岩有效间断线网破坏模式存在多种形态特征,大致涵盖了既有文献关于围岩破坏机构假定的多种型式,体现出该方法能摆脱假定破坏机构的限制,应用于隧道围岩压力求解具有良好适用性。     

方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响

为研究方形基坑尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响,以某桥梁承台基坑为依托,采用数值分析手段,通过现场实测对选用参数进行验证,依托选用参数拟定不同平面尺寸计算工况,通过地层应力与桩后土压力变化分析其尺寸效应;通过对比长短桩围护结构与等长桩围护结构的变形受力差异,探明尺寸效应对长短桩围护结构支护效果的影响。结果表明：当方形基坑尺寸较小时,在坑边一定距离处会形成连续、封闭的“类圆形”拱区域,存在与圆形基坑中环箍效应相似的“类环箍效应”,算例表明该效应在边长大于18.0 m后环箍断开,效应消失;当拱区域封闭为环箍时,围护结构桩后土压力显著降低,当其不封闭时,土压力增长,坑边中部桩后土压力增长量大于坑角处;长短桩围护结构的支护效果在尺寸效应越强的方形基坑中降低越少,基坑的尺寸效应对其变形及稳定有利,算例中边长小于等于14.4 m的基坑可充分利用其尺寸效应,采用长短桩代替等长桩围护,做到绿色环保。     

软弱地层双排板桩围堰水平位移简化计算方法

为研究围堰内部基坑开挖时双排板桩的变形特性，提出了一种适用于软弱地层实际的双排板桩围堰水平位移计算方法。针对该地层围堰底端水平位移不可忽略的问题，在堰芯填土不可压缩假定下，构建了桩底为非固定端的双排板桩围堰计算模型。通过将背水侧被动区土体简化为弹性地基梁，获得降水阶段围堰水平位移微分方程。再进一步采用影像源法计算基坑开挖引起的土体位移场，推导出降水及基坑开挖引起的围堰水平位移微分方程，并利用有限差分法求解出围堰水平位移近似解。依托实际工程，将计算结果与有限元数值模拟结果、监测数据对比，结果表明：对于艾溪湖隧道工程，钢管桩水平位移的理论计算结果较数值结果偏小7～11 mm,桩顶水平位移最大处偏小15%;对于雁洲水闸工程，钢板桩实测水平位移最大值较理论计算值偏小约16.7%。总体上，对比结果均较为吻合，证明了所提简化计算方法的合理性及适用性。     

有压隧洞仰拱与边墙连接弱化对衬砌支护特性的影响研究

仰拱与边墙连接处的施工质量对衬砌结构以及围岩的力学状态有重要影响.通过FLAC~(2D)有限差分软件,建立仰拱与边墙连接弱化的隧洞模型对隧洞支护结构力学行为进行分析,在0.5 MPa以下内水压工况的研究结果表明:(1)衬砌按照弹性结构单元计算时,仰拱与边墙连接弱化对衬砌受力影响有限,弱化程度加深后影响有所增大,但不显著;(2)衬砌按照弹塑性实体单元计算时,弱化区域附近围岩侧衬砌边缘随弱化程度加深出现压应力集中;(3)衬砌在围岩压力及内水压力复合作用下,衬砌内力随内水压力增大呈减小趋势.     

基坑开挖下倾斜长短组合桩的受力变形特性

倾斜长短组合桩兼具变形控制能力良好和造价低的优点.目前,对倾斜长短组合桩的研究较少,尚缺乏对其工作机理的认识.利用模型试验结合数值模拟的方法,研究开挖过程中倾斜长短桩在不同倾角和桩长组合下的变形受力特性,继而探讨其工作机理.结果表明:对于倾斜长短组合桩而言,其支护效果与倾角成正比,与排桩的桩长成反比,且倾角的影响最大,...     

紧邻铁路偏压基坑围护结构变形与内力测试分析

 以深圳地铁5号线民治站基坑工程为依托,通过对基坑连续墙水平位移及内力的实测分析,系统研究偏压基坑围护结构位移和内力特征,对围护结构稳定性进行评价。测试结果表明：基坑开挖较浅时,两侧墙体上部发生向基坑内的变形,但受列车及路基偏压影响,紧邻铁路侧墙体位移比远离铁路侧墙体位移大,基坑挖至一定深度后,远离铁路侧墙体上部向基坑外移动,且基坑开挖越深,向基坑外变形越大;相同工序、相同深度条件下,紧邻铁路侧墙体弯矩较远离铁路侧大,紧邻铁路侧墙体弯矩最大值位置比远离铁路侧墙体深;根据偏压基坑位移及受力模式,设计上应对基坑两侧支护参数区别考虑。测试结论可为偏压基坑设计施工提供参考。     

列车动载作用下偏压基坑围护结构的动力响应分析

深圳地铁五号线民治站基坑工程紧邻平南铁路,路堤顶部高于基坑开挖面7～9m,基坑地连墙切入铁路路堤坡脚2m,不仅承受较大偏压静载,且受列车动载影响。通过现场测试获得列车激振荷载衰减规律,并作为激励作用于动力有限元模型,比对5种工况讨论了列车荷载对基坑围护结构的振动响应。结果表明,实测列车水平加速度大于垂直加速度,并随着水平距离及竖向深度的增大呈非线性衰减。围护结构变形对列车激振作用比较敏感,而内力变化不大。基坑开挖中,紧临铁路侧连续墙和支撑结构振动加速度存在一定的放大效应,而车站结构施做完毕,紧临铁路侧振动加速度变化不大,而远离铁路侧振动幅值有较大增长。基于变形控制标准,提出了列车限速60km/h的减震控制措施,可供类似工程参考。     

水工压力隧洞衬砌顶部脱空区对衬砌内力影响分析

针对水工隧洞衬砌顶部可能出现脱空的现象,在对其原因初步探析基础上,应用ABAQUS建立拱部衬砌存在脱空的隧洞模型,计算分析不同内水压力下,脱空区大小对衬砌内力的影响,并对其安全性进行评价.计算表明:(1)拱部衬砌背后脱空对其受力影响显著,无内水压力时,应力较之无脱空工况可增长数倍,内水压力为0.5 MPa时,弯矩较之无脱空工况增长5.5倍,与之对应,衬砌拱部安全系数降低显著;(2)衬砌拱顶安全系数随空洞及内水压力增大而减小,脱空区增大对应安全系数减幅较小,而内水压力增大对应安全系数减幅较大,衬砌安全对水压变化敏感.