重叠地铁隧道地表沉降数值分析

利用数值分析法,建立重叠隧道不同埋置深度、空间角度及水平间距多组数值模型,从地表沉降展开研究。结果表明:1)随埋深h的增加,沉降槽宽度W介于开挖隧道之间,集中在某一区域,当h≥20.0 m时,变化不大;2)W随隧道空间角度θ变化发生偏移,当θ=0°时,最大沉降值分布均匀,随θ的增加,最大值偏向埋深较大的隧道,θ=45°时的沉降量最大,θ=90°时最小;3)W随隧道间距l的增加而增大,沉降值先增大后减小,当l=25 m时最大,以l=25 m为中心向两端相应减小。其研究结果为此类隧道开挖设计提供参考。     

重叠隧道的施工力学研究

由于地下空间的不断利用，出现了重叠隧道。这种形式布局的隧道在第1孔隧道完成之后，引起了地层内初始应力的变化，而且由于地层中已有一个相邻的已衬砌隧道，地层的刚度条件不再与单孔隧道的垂直轴对称，第2孔隧道的修建又要对已建的第1孔隧道发生影响。应用ANSYS程序对深圳地铁1期工程中的3种典型的重叠断面的计算表明：重叠隧道地表和拱顶下沉及两隧道间土体的稳定难于控制，上面第1孔隧道易发生结构整体下沉。     

地铁重叠隧道施工影响的数值模拟

以在建的深圳地铁重叠隧道为例。采用大型通用有限元软件MIDAS对重叠隧道施工过程进行了数值模拟研究。通过分析对比不同工序的施工对地表沉降、已建隧道围岩位移和应力以及已建隧道管片内力的影响程度,得出了一些具有参考价值的结论。     

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.     

重叠盾构隧道施工数值模拟与施工对策分析

介绍广州市轨道交通五号线区庄站～杨箕站盾构区间工程中的区庄站～动物园站及动物园站～杨箕站两个盾构区间中出现的水平、上下近距离交叠区间隧道盾构法设计施工。针对工程的地理位置、规模及本工程的重点及难点,应用FLAC3D软件对盾构小半径曲线区段施工过程进行了数值模拟,确定了"先下后上"的开挖方法,并就施工过程中所出现的问题提出了相应的对策。     

沈阳五爱隧道施工诱发地表沉降数值模拟分析

浅埋暗挖隧道施工引起的地层损失所导致的地表沉降预测和控制,是隧道工程领域重要的研究课题之一.作者以沈阳五爱隧道工程为例,运用有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,对比分析数值计算值与实测值,以及隧道埋深对地表沉降量的影响.研究表明:数值模拟计算的地表沉降量和现场实测值基本吻合,验证了所选取的土体计算参数、本构模型和边界条件的正确性.隧道埋深对隧施工的地表沉降影响较大.同时,得到了一些对其他类似工程地表沉降预测及控制的有益结论.     

盾构重叠隧道极小间距侧穿居民楼施工案例

天津地铁5号线成津段盾构重叠隧道以极小间距侧穿来安里两栋居民楼建筑,该建筑物建造年代长,且经受地震等灾害破坏,整体刚度差,对不均匀沉降的耐受能力极差。重叠隧道相继施工对地表建筑物造成的二次扰动较大,沉降不易控制。本文详细介绍了本次盾构重叠隧道施工在穿越建筑前的试验段模拟穿越和穿越建筑段施工时的控制方法和盾构施工参数,同时对来安里居民楼的沉降监测结果进行了详细报道和简要分析,以期为类似施工案例提供经验和参考。通过对比埋深不同的上下线隧道施工,引发的不同基础形式的两栋建筑沉降监测结果,可以发现距隧道距离和隧道与基础的相对位置,对建筑的沉降有较大影响,当隧道位置位于基础低端以下时,筏板基础和桩基础建筑的沉降结果基本相同。     

重叠隧道盾构法施工技术

本文以广州地铁五号线区庄-杨箕区间重叠隧道盾构法施工为背景,通过计算分析得出的理论结果来指导施工,确定采用先下洞后上洞的施工顺序,并取得了成功。为今后类似工程的施工与设计提供参考。     

某近距离重叠隧道施工方法有限元分析

依托温福铁路Ⅳ标段琯头岭隧道洞身下穿公路隧道段,结合超浅埋隧道工程施工和支护特点,应用大型有限元分析软件(ANSYS8.0)模拟三维开挖掘进。使用两种开挖方法,即小导洞超前法和双侧壁导坑法。通过对既有公路隧道的变形和稳定性的比较分析,得出结论:以上两种方法都能保证施工安全,但后者更优。     

地铁重叠隧道盾构下穿拱桥数值分析

以地铁重叠隧道盾构下穿某下承式实腹连拱桥为例,针对重叠隧道和实腹连拱桥的特点,对盾构下穿该拱桥的施工阶段进行数值分析,结果显示未加固工况下盾构下穿该拱桥时不满足变形控制及应力标准,提出在两个桥台背后各打设两排管棚,在桥墩底部进行袖阀管注浆加固,同时对全桥桥拱进行钢筋混凝土支撑的措施,并对该加固方法进行数值模拟,结果显示...     

双线盾构施工对邻近建筑物影响的数值分析

 城市繁华地区盾构隧道施工常需从建筑下方地层穿越,如何确保上部建筑及隧道安全是施工中的难题。以武汉长江双线盾构隧道工程为例,利用有限元程序ABAQUS,对穿越武汉理工大学5层钢筋混凝土框架结构电教楼下方的隧道盾构掘进采用三维数值分析方法进行计算,模拟盾构掘进引起的地层变形和规律以及对隧道上部建筑物的影响。计算预测值与实测值较吻合,分析方法可用于分析和预测盾构掘进引起地层及隧道上部建筑物的变形。     

双圆盾构施工对邻近砌体建筑物影响的数值模拟

采用三维MIDAS/GTS软件,考虑建筑物-土体-隧道共同作用,模拟了双圆盾构隧道垂直穿越墙下筏基砌体结构建筑物的工况,研究隧道施工引起的建筑物附加沉降及荷载,考虑隧道水平位置及墙体层数改变的影响。分析结果表明:随着双圆盾构机穿越建筑物,建筑物的沉降量逐渐增大,完全通过以后建筑物沉降趋于稳定并略有回弹;沿隧道掘进方向的建筑物产生短期不均匀沉降,先从零逐渐增大,随后逐渐减小并趋于零;构件第一主应力最大值σ1和墙体最大剪应变均逐渐增大并趋于稳定。随着隧道轴线与建筑物轴线水平距离从零开始增大,建筑物呈现向隧道一侧倾倒的趋势,基础局部倾斜先增大、后减小;在一定范围内,σ1最大值和最大剪应变基本保持不变,超出后逐渐减小,并接近初始值。随着建筑物层数的增加,墙体最大剪应变呈线性增长,对建筑物造成轻微的损害。     

地铁开挖引起地表沉陷过程的数值模拟

本文应用自行开发的岩石破坏过程分析软件F-RFPA2D对广州地铁二号线隧道施工引起海珠广场地表沉陷事故进行了数值模拟分析,再现了岩体塌陷破坏的全过程,阐明了沉陷事故的原因。     

北京地铁10号线国贸—双井区间土压平衡 盾构施工数值模拟研究

 以北京地铁10号线国贸—双井区间盾构施工为背景,运用FLAC3D软件对盾构过程进行动态模拟,在模拟盾构隧道周围设置应力及位移监测点,计算得出隧道周围土体垂直和水平方向位移及相应的应力变化规律。研究结果表明：盾构推进过程中,盾构开挖面前方土体受到挤压作用,不仅表现在竖向位移,水平位移也有同样现象发生,水平位移绝对值不如竖向位移显著;在盾构开挖面附近边界,土体垂直和水平应力下降明显,释放率在50%左右;盾构推进对周围土体的剧烈扰动主要集中在开挖面处至开挖面后方20 m土体范围内。数值模拟结果跟实测结果吻合较好。     

盾构法隧道施工引起的土体变形预测

 理论分析表明,不同土质条件下盾构法隧道施工引起的土体移动模型有区别。基于盾构法隧道统一土体移动模型,假定土体不排水,采用N. Loganathan等提出的研究方法,通过对Verriujt计算公式进行修正,推导得到盾构施工过程中由于土体损失引起的土体变形二维解,该方法适用于施工阶段。算例分析表明：所给出方法的计算结果与实测值较吻合,适用于从流塑～坚硬状态的所有黏性土。Loganathan公式只适用于流塑状态的黏性土,当土质较硬时,计算所得到的土体沉降要比实测值小;盾构施工引起的隧道上方土体沉降从地面向下呈非线性增大,在隧道顶部达到最大,离隧道越近,增长越快;隧道周围土体产生向隧道侧的水平位移,从地面向下逐渐增大,在略高于隧道轴线附近达到最大值,再逐渐减小直到0。离隧道越近,土体水平位移越大。     

盾构推进引起土体扰动理论分析及试验研究

对盾构推进引起的周围土体扰动破坏机理进行了理论分析,并通过现场监测和静力触探试验对理论分析的结果进行了比较验证。     

基于DBN的盾构隧道施工参数优化方法研究

 为严格控制地表沉降,最大限度地减小隧道盾构施工给周围环境带来的不利影响,针对现有方法的不足,基于动态贝叶斯网络(DBN)理论提出一种盾构隧道施工参数优化方法,并将其应用于武汉某盾构隧道工程。首先选定待优化施工参数作为拟建网络结构的网络节点;然后设定离散化规则划分节点状态,以离散化工程实测数据完成参数学习,得到完整的DBN优化模型;该模型经验证用于工程施工参数优化,结果表明：该模型能够正确反映地表沉降与各施工参数之间的内在联系,具备一定的科学性;基于该模型进行反向诊断推理,能够确定各施工参数的最优设定区间;在该区间内对施工参数进行实时优化,能够降低地表沉降风险;该方法实时性强,具备一定的工程应用价值。     

地铁隧道盾构法施工过程中地层变位的三维有限元模拟

在全面分析土压平衡式盾构施工过程中影响周围土体变形各主要因素的基础上，提出一种能够综合考虑各种因素的盾构施工三维非线性有限元模拟方法，通过对某地铁隧道盾构施工过程的模拟，分析了盾构推进过程中隧道周围及地表处土体的位移和变形以及横断面不同深度上的沉降分布规律，计算得到的隧道纵向地面沉降分布曲线与实测数据非常接近，计算结果表明所提出的盾构施工模拟方法是有效可行的。     

地铁隧道施工拱顶下沉值的分析与预测

由于变形监测的滞后，在城市地铁隧道施工中所测到的拱顶下沉通常仅为总下沉量的一部分，并且其所占的比例在不同地层条件下具有较大差异。而隧道拱顶的下沉过程及其最终下沉量则是隧道支护设计及地层环境控制的重要基础。通过对深圳地铁一期工程部分区间隧道拱项下沉的回归分析认为，隧道拱项下沉过程遵循指数函数关系，由此可对未量测部分的拱顶下沉量进行预测。通过数值模拟验证了该分析结果的可靠性，并且开挖面前方的超前拱顶下沉量较大。结合隧道开挖应力释放及地下水流失造成的地层失水效应，分析了不同地层条件下拱顶下沉与地表沉降的关系，较好地解释了深圳地铁一期工程建设中拱顶下沉与地表沉降较大而且两者之间呈线性关系的特点，这是由于现场监测滞后以及地层中富水含细砂所致。该成果对城市地铁隧道暗挖施工、支护以及地层环境的控制设计都具有重要的参考价值。     

路堤下钉形搅拌桩复合地基性状的数值分析

针对国内水泥土搅拌桩存在的问题,介绍一种新型水泥土搅拌桩——钉形搅拌桩,在现场试验的基础上通过三维数值模拟对路堤荷载下钉形搅拌桩和常规搅拌桩复合地基的工作性状进行对比分析,结果表明:在其他条件相同的情况下,由于钉形搅拌桩的扩大头作用,钉形搅拌桩的桩体荷载分担比高于常规搅拌桩,而相同深度加固区上部的桩身负摩阻力小于常规搅拌桩;钉形搅拌桩复合地基加固区上部的土体附加应力小于常规搅拌桩复合地基;与常规搅拌桩相比,钉形搅拌桩不仅能有效减小复合地基地表桩、土沉降、坡角侧向位移,更重要的是可以有效减小地表桩土差异沉降,防止发生桩顶向上刺入破坏,不需在顶部设置加筋及垫层。