竖井建设引起的地表移动及变形

应用随机介质理论,视竖井开挖所引起的地表移动为一随机过程,得到竖井建设引起的地表移动和变形值的计算公式、计算程序。现场实测结果与计算结果的对比表明,本文所提出的计算方法和程序可以达到良好的预计效果。     

基坑开挖引起的周边土体三维位移场的简化分析

虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移,但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法,而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移一直是个难题。在有限单元法的基础上,考虑土体小应变特性,基于芝加哥地区实际基坑工程的实测数据,通过反分析方法确定了能够准确计算基坑开挖引起的土体位移的合理计算参数。利用这些参数较为准确地计算了基坑开挖引起的土体位移,总结了基坑周边土体三维位移场的衰减规律,并由统一表达式来表示,同时结合围护墙水平变形与墙后地表沉降的经验公式,通过二次拟合提出了基坑周边土体三维位移场的简化计算方法。通过与有限元计算结果以及实测结果的对比,验证了该方法的合理性。     

土岩复合地层中盾构施工引起的地表位移预测

盾构穿越上软下硬土岩复合地层时极易引起地表沉降。为探究其规律，分析了盾构开挖面在复合地层中的收敛模式，考虑了层状地层对地表位移的影响，对传统的随机介质理论进行了简化，推导了复合地层中盾构施工引起的地表位移计算公式，依托杭州环城北路—天目山路盾构隧道工程进行了地表沉降的计算和可靠性验证，搜集并分析了26组地表沉降实测数据，反分析计算得到了对应的土体损失率，并进一步分析了土体损失率的分布及取值规律。结果表明：简化方法与传统随机介质理论计算结果相近，计算曲线与实测数据相吻合；复合地层中的土体损失率分布在0.09%～2.2%，与黏性土中类似；同一工程（区段）中土体损失率随硬岩比的增大而减小，且大致呈线性相关。     

武汉地铁虎泉-名都区间隧道开挖引起的地表沉降研究

深入研究、合理控制由隧道开挖引起的地表沉降具有十分重要的实际意义。以武汉地铁虎泉-名都区间隧道开挖工程为背景,运用简化随机介质理论公式,以典型地表沉降和隧道断面收敛监测位移为基础,对区间各典型断面进行位移反分析,得到隧道断面收敛面积 和 ( 为影响角),并总结类似研究区域施工和地层情况的隧道开挖引起地表沉降的计算参数取值,研究结果可为武汉地区后续大规模地铁建设提供参考和依据。     

圆形断面隧道开挖引起的地表及岩土体的位移和变形计算研究

 隧道开挖必然会对地表环境产生一些影响,使地表产生沉降和水平位移等。基于随机介质理论推导出隧道开挖引起的地表及岩土体移动和变形的一般公式,并对圆形断面隧道开挖进行专门研究,求得一般计算方程。由于该方程在数学上的积分困难,采用在水平方向进行积分,而在深度方向进行若干条分的方法,求得圆形断面隧道开挖引起的地表及岩土体的位移及变形的半解析解,并通过计算机编程实现计算,应用方便。最后根据地表保护分类等级,探讨隧道开挖对周围环境影响的安全评价问题,提出地表变形破坏准则,即当地下开挖引起的地表水平变形大于6 mm/m时,可以认为是不安全的。通过工程实例,将理论分析结果和现场实测资料比较,二者较为吻合,说明所提出方法的可靠性,研究成果为减少隧道施工所造成的对地面建筑物和设施的损害提供理论依据并对隧道安全施工有一定的指导意义。     

基坑开挖土钉支护的变形分析

根据基坑开挖土钉支护的特点,利用基于显式三维快速拉格朗日算法的FLAC3D程序,结合郑州市某基坑开挖支护工程实例,对基坑开挖引起的围护结构位移、地表沉降、基坑底部隆起等变形性状进行了研究.通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、基底隆起和墙后土体水平位移.     

单圆和异形盾构隧道施工引起土体位移计算的类随机介质理论方法

随着城市建设的不断发展,地下可利用空间越来越少,以异形盾构为代表的新的隧道施工技术得到了迅速发展,研究与之相适应的土体位移预测方法是亟待解决的重要课题。将随机介质理论方法的思想引入到Loganathan公式,提出适用于任意断面形式隧道施工引起土体位移预测的类随机介质理论方法,并推导土体位移计算的一般公式。以单圆隧道和双圆盾构隧道为例,给出相应土体位移预测的计算表达式,通过多个实例计算分析,并与实测值及传统方法预测值对比,对所提方法进行验证及应用。结果表明:类随机介质理论方法对于单圆隧道施工引起土体位移的预测效果优于Loganathan公式和随机介质理论方法;对双圆盾构隧道施工引起土体位移的预测结果与实测值吻合较好,最大土体位移出现在左右隧道顶部。本文提出的类随机介质理论方法可用于任意断面形式隧道施工引起土体位移预测,适用范围广,计算结果可靠,为异形盾构隧道施工诱发土体位移预测提供了重要的理论依据。     

基抗开挖土钉支护的变形分析

根据基坑开挖土钉支护的特点，利用基于显式三维快速拉格朗日算法的FLAC^30程序，结合郑州市某基坑开挖支护工程实例，对基坑开挖引起的围护结构位移、地表沉降、基坑底部隆起等变形性状进行了研究。通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、基底隆起和墙后土体水平位移。     

专线铁路下采煤地表沉陷规律数值模拟研究

采用有限元法研究了宝积山煤矿701综放工作面专线铁路下采煤引起的地表沉陷规律,给出了随着开采的进行地表水平位移、竖向位移的发展规律.现场监测表明,有限元计算得到的沉陷量与实际沉陷量基本一致,有限元计算模型的建立及参数的确定是合理的.计算结果对710工作面的正常开采具有重要意义.     

弹塑性随机介质法及其在隧道施工引起的岩层位移及应力分析中的应用

应用随机介质理论，视隧道开挖所引起的地层移动为一随机过程，得到隧道开挖引起的地层移动和变形值的计算公式。应用弹塑性介质的本构理论，视岩体为弹塑性体，得到隧道开挖引起的地层应力变化计算公式、计算程序。现场实测结果与计算结果的对比表明，所提出的计算方法和程序可以达到良好的预计效果。     

扩底桩的抗拔承载力试验及计算

通过对干旱地区黄土中扩底桩的抗拔试验 ,测试了扩底桩在上拔荷载、水平荷载作用下的上拔位移和水平位移以及位移与荷载的关系。研究了极限上拔承载力和抗拔桩的破坏机理。在相同条件下 ,增加扩大端的高度对提高桩的极限上拔承载力是有效的 ,破坏机理为土的减压软化和损伤软化的渐进性破坏。提出了极限上拔承载力的理论计算模式 ,并与实测资料进行了对比 ,理论计算结果与实测值是吻合的     

地下水水质模型的 Taylor 展开随机模拟方法

地下水水质模型是由水流问题和水动力弥散问题耦合而成。本文从Ｔａｙ－ｌｏｒ展开式入手，结合有限元等方法，直接推导某节点浓度的均值和方差、协方差的表达式，把水流问题和水动力弥散问题统一进行考虑，避免了计算过程中随机变量的增加，提高了计算效率，为地下水水质模型的随机模拟提供了新的计算方法。     

Ground movement prediction for tunnels using simplified procedure

Stochastic medium theory is an effective method to predict tunneling-induced ground surface movement. However, the calculation formula of this theory is a complex double integral and the limit of integration is difficult to obtain when the cross section of tunnel is non-circular. In this paper, the stochastic medium theory is simplified, and the simplified procedure is proposed to predict the ground surface movement. In order to evaluate the validity of the simplified procedure, the numerical results using the stochastic medium theory are compared with those using the simplified procedure. The comparisons show that the present results by the simplified method agree well with the results by the stochastic medium theory except for very shallow tunnel, which means that the simplified method is an effective technique for predicting ground surface movement.     

A Modified Procedure to Evaluate Earthquake-Induced Displacement of Slopes Containing a Weak Layer

A procedure based on the Janbu method for slope stability analysis and Newmark's sliding block method for displacement calculation is proposed to evaluate rationally the earthquake-induced displacement of slopes containing a weak layer. In the procedure, the effects of the irregular geometry of the sliding plane and generation of excess pore water pressure in the weak layer which forms partly the sliding plane are considered. In the computation following the proposed procedure, a negative yield seismic coefficient to induce a safety factor of unity can be obtained because of the effect of excess pore water pressure, while the residual displacement can become a finite value because the sliding plane becomes flatter in general after the slope undergoes a large displacement.     

矩形沉井井壁受顶管后座力作用的分析

本文介绍了矩形沉井井壁在顶管工作时的内力可运用顶力和土抗力平衡原理进行计算的方法,其中包括沉井横向中心位和横向偏心位的顶管2种工况。经实际工程运用证明,该方法在地下承受顶推力结构计算中具有应用价值,可供设计参考。     

Analytical evaluation of essential facilities fragility curves by using a stochastic approach

The study presented in this paper is focused on an analytical method for constructing fragility curves of a given class of existing structures, based on a stochastic approach and which makes use of the Hazus database. The analysed structure is a non-linear one degree of freedom (SDoF) system: its constitutive law is described by means of a hysteretic model, whose parameters are obtained by an identification procedure starting from the Hazus data. A particular class of structures, the essential facilities, are analyzed.The system’s response to seismic action, here modelled by means of the modulated Clough and Penzien filtered stochastic process, is obtained by using the stochastic linearization technique and the covariance analysis. In order to develop the fragility curves, a displacement based damage index is adopted and, finally, fragility curves are obtained in terms of the probability of exceeding a given damage level, by using an approximate theory of stochastic processes. The main innovation of the proposed approach is that it can be directly extended to other kinds of structures which are not included in the Hazus database, since the procedure requires only the knowledge of the capacity curve, which can be obtained by standard procedures.     

地震地面大位移对埋地管线影响的有限元分析

应用弹塑模型 ,对地震地面大位移时埋地管线的反应进行了三维有限元分析 ,讨论和分析了影响埋地管线位移和内力的主要因素 ,并提出了一些建议性措施     

层状地基中单桩荷载与沉降的数值模拟

本文在Ｈｅｙｄｉｎｇｅｒ和Ｏ＇Ｎｅｉｌ提出的荷载传递函数基础上，应用矩阵位移法，建立了一种单桩荷载与沉降的数值分析方法，并与经典的弹性理论解及实测数据进行了对比，结果表明两者有良好的一致性。     

柱列支撑的设计要求

介绍了用于减小压杆计算长度的侧向支撑的强度和刚度设计要求。首先介绍了为使单根压杆或一个柱列中柱子计算长度减小到侧向支撑点之间距离的最小刚度要求 ,研究了有缺陷体系中支撑的内力 ,提出了对支撑杆的强度要求。与国外有关规范进行了比较。     

Probabilistic design of mechanical components

During the design stage, realistic life time predictions for components help to reduce test cycles and allow for an optimization with respect to both production and repair costs. However, frequently used calculation procedures rely on the introduction of empirically or semi-empirically derived safety factors and often lead to a very conservative design. In this paper, a probabilistic fracture mechanics approach is proposed, that allows for accurate predictions of the life time distribution. In order to reduce the computational effort, the computational procedure is divided into a deterministic and a stochastic part. While for the deterministic part, the complexity of the model can be rather high, the stochastic part requires simplifying assumptions and efficient simulation schemes. These assumptions and their consequences are in the focus of this paper. The quality of the proposed approach is assessed by comparison of results obtained for industrial applications with experiments.