软土基坑开挖对临近既有隧道变形影响研究

基坑开挖后,地基由于应力卸载而回弹,导致临近基坑的隧道发生变形,其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响,还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程,基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法,开展软土基坑开挖对临近既有盾构隧道管片变形影响的数值模拟,分别采用单因素分析法和多因素分析法,针对不同基坑宽度、基坑开挖深度、隧道拱顶埋深以及隧道与基坑距离等影响因素,分析了隧道管片竖向和水平位移随不同影响因素的变化规律。结果表明：(1)基坑开挖影响下,既有隧道管片竖向位移和水平位移均随基坑开挖深度的增大而逐渐增大,隧道管片竖向位移方向表现为沉降,水平位移方向表现为向基坑方向产生位移,管片呈“横鸭蛋”状变形。(2)单因素和多因素分析方法结果表明,基坑开挖深度、隧道与基坑距离、基坑宽度均为影响隧道沉降和水平位移的重要因素,而隧道拱顶埋深产生的影响相对较小。     

列车振动作用对紧邻盾构隧道变形影响研究

针对新建盾构隧道近距离穿越既有运营隧道的超复杂施工工况,通过物理相似模型试验研究 了盾构施工和地铁列车移动耦合作用下既有运营隧道的变形规律,分别获得了不同穿越顺序下既有隧 道的纵向变形曲线,并就不同穿越顺序影响进行了对比分析,给出了多线叠交新建盾构隧道合理穿越顺 序。试验结果显示:“先下后上”施工将会引起既有隧道更大的纵向沉降变形;“先上后下”下穿阶段既 有隧道的沉降量在其沉降总量中的占比更大,沉降速率更快,且两种穿越顺序下,既有隧道的纵向变形 集中在下穿隧道中心线左右１．４倍隧道外径范围内;同等施工水平条件下,“先上后下”穿越方案更有利 于既有运营隧道的保护。     

基坑开挖对邻近既有下穿顶管隧道的变形影响分析

深基坑开挖引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对邻近隧道产生诸多的不利影响。采用有限差分软件ＦＬＡＣ3Ｄ对基坑的开挖支护过程进行了三维动态模拟分析,在不影响顶管隧道安全使用的前提下,验证了基坑开挖采用桩锚支护结构的可行性,同时,基坑施工对顶管隧道的水平位移不均匀变形影响要强于竖向位移不均匀变形的影响,易使得顶管隧道在水平方向出现拉弯破坏,采取对基坑被动区土体进行旋喷桩加固的措施,可以减弱其对顶管隧道的影响。     

软土基坑被动区加固对邻近地铁隧道的变形控制效果分析

针对武汉市某全地埋式污水处理厂深基坑工程,采用三维有限元建立包含基坑支护结构、地下箱体结构、坑内工程桩以及邻近隧道的整体模型,模拟分析实际施工工况下基坑开挖对邻近隧道的影响,对比分析被动区加固空桩部分、实桩部分以及工程桩的作用对地铁隧道变形的控制效果。结果表明：被动区加固实桩、空桩及工程桩对地连墙的水平位移以及邻近隧道水平位移均有一定的控制效果,其中工程桩的影响最为显著;被动区加固空桩部分对地连墙及邻近隧道的竖向位移影响较小,而被动区加固实桩和工程桩虽抑制了坑底土体的隆起,却增大了地连墙及邻近隧道的竖向隆起。围护结构施工及基坑开挖引起隧道产生朝向基坑方向的水平位移及竖向隆起变形,主体结构施工对既有隧道的隆起具有明显的抑制作用,基坑施工全过程隧道变形量均能满足变形控制要求,表明基坑设计所采取的位移控制措施是切实有效的。     

软土隧道底部加固对隧道长期变形的研究

为分析隧底加固的软土隧道的长期变形性状,以某软土隧道为研究对象,采用数值模拟的方法计算不同物理力学参数的加固体对软土隧道长期变形的影响。结果表明：隧底旋喷加固对因固结引起的软土隧道沉降有一定控制作用;加固体模量为周围土体10倍时较为合适;不同泊松比对长期变形的影响不显著;不渗透的加固体对软土隧道长期的沉降控制弱于低渗透的加固体。研究结果可为考虑固结研究软土隧道长期变形的相关问题提供借鉴,可为类似工程实际运用提供参考。     

深基坑开挖对临近既有地铁隧道的纵向影响分析

针对地铁隧道临近开挖的深基坑工程，利用三维有限元模型系统研究了软土地区基坑开挖对地铁隧道纵向衬砌断面应力和弯矩分布规律，重点针对隧道的危险断面，进行了局部的应力分析，将隧道沿纵向分为危险区Ⅰ、危险区Ⅱ和无影响区，在危险区Ⅰ邻近基坑一侧隧道衬砌断面有受拉趋势，另一侧呈受压趋势；在危险区Ⅱ隧道衬砌断面受力趋势与危险区Ⅰ相反。同时，对比计算表明隧道等效刚度折减系数的选取直接决定了数值模拟结果中隧道衬砌内力的分布。     

地下隧道软土地层变形研究综述

在综述已有文献的基础上，将隧道施工引起软土地层变形的研究方法分为不考虑施工过程的方法和部分考虑施工过程的方法两大类．由施工中的观察结果提出的较为简单的经验公式及弹性、弹塑性和粘弹性解析解法是不考虑施工过程对地层变形的影响的，而各种数值计算方法以其灵活性在计算时可以部分考虑施工过程对地层变形的影响．由于隧道施工的复杂性及一些不确定因素的影响，要在理论分析中精确模拟施工过程还有一定的难度．文中论述了每类方法的最新研究水平及存在的问题，指出了尚需进一步研究的课题     

卸荷条件下砂岩变形模量弱化规律

卸荷作用将导致岩体的力学参数劣化,卸荷过程中岩体的力学参数是动态变化的。针对宜昌地区的砂岩进行了三轴加卸荷试验,研究升轴压卸围压条件下岩样变形模量的弱化规律。试验结果表明:卸围压过程中,岩样变形模量随围压的降低而加速减小;卸荷程度越高,相同围压卸荷量引起的变形模量减小比例越高,其弱化规律可定量分析;当岩样发生卸荷破坏后,岩样变形模量减小至三轴压缩破坏变形模量的24%~49%;卸荷速率对试验结果有明显影响,当初始围压值相同时,卸荷速率越大,相同围压卸荷量引起的岩样变形模量劣化程度越高;卸荷过程中岩样变形模量与围压卸荷量的关系曲线可用多项式很好地拟合。     

软土地基周边复杂环境条件下的基坑变形控制

广州市地铁三号线市桥站座落在软土地基上,周边环境复杂,围护结构采用连续墙加三道内支撑的支护形式,施工中加强施工监测,合理调整土方开挖方法,成功地保护了离基坑边仅6 m的8层框架住宅楼(摩擦桩基础)及周边建筑物.     

基坑施工对自身及既有地铁结构的影响分析

基坑施工会引起周围地层初始应力发生改变，造成基坑自身的变形，同时会导致紧邻的地铁结构受力和变形发生改变，严重时可能会对地铁运营的安全产生影响。因此，评估基坑工程对邻近地铁结构安全性的影响尤为重要。以某一地铁线路周边基坑工程的施工为例，采用大型有限元软件ＡＢＵＱＵＳ建立三维模型，模拟分析基坑施工对周边地铁结构位移变化情况，分析计算地铁结构的位移变化，以此来研究基坑施工对邻近既有地铁结构变形的影响。研究结果表明，基坑土方开挖导致土体自重应力释放，坑内土体产生回填变形，受围护结构内外侧水土压力差异的影响，导致基坑周边应力重新分布，地铁结构受应力变化的影响向基坑侧移动，出现最大位移位置为距离基坑最近处的基坑中部位置。通过对变形机理的分析，提出相应的控制措施，为今后的类似工程提供参考。     

基于双面弹性地基梁的隧道纵向变形研究

城市地铁隧道周边施工会造成地面大面积堆载,从而引起隧道结构的纵向变形。首先把深埋盾构隧道等效为双面弹性地基梁,其次利用布辛奈斯克解求出隧道上部的附加应力,最后采用有限差分法和Matlab编程求出隧道的纵向位移和内力,并与温克尔弹性地基梁模型的计算值进行对比。结果表明:双面弹性地基梁的内力和变形的值明显小于弹性地基梁理论的内力和变形值。其结果可为深埋盾构隧道合理设计提供一定的依据。     

黄土地区基坑开挖对下卧变截面地铁隧道影响数值分析

为预先了解黄土地区深基坑开挖工程对下卧变截面地铁隧道的影响,以现场地层及地铁隧道相关参数为依据,采用ＦＬＡＣ３Ｄ对施工及降水过程进行了数值模拟计算。结果表明:地下水位的变化引起土体应力的改变,进而会对隧道变形产生影响;开挖卸荷引起坑底回弹,导致整体隧道发生向上隆起,基坑开挖范围内马蹄形隧道隆起量相对较小;另外,盾构隧道和马蹄形隧道的接头部位位于隆起最大区域,施工期间应加强这一区域变形监测,需要密切关注结构防水措施的破坏。     

天津地区基坑外既有隧道竖向变形机理及影响区研究

天津地区基坑开挖普遍引起坑外既有隧道隆起,但其机理缺乏明确研究,且数值计算较难模拟预测出隆起变形。针对此问题,在分析多个基坑开挖引起隧道隆起案例的基础上,运用有限元模拟和HSS本构模型,对隧道隆沉机理进行了研究。结果表明,隧道竖向变形由基坑围护结构水平变形引发的沉降与基坑卸荷回弹导致的隆起叠加而来,隧道隆沉取决于两方面影响因素的相对大小。不排水短期条件模拟时,基坑开挖卸荷在坑底以下及坑外引发了较大的负孔压,限制了土体的回弹变形及隧道隆起。数值模拟中应根据实际工程施工周期长短、黏性土层渗透性与排水路径长短综合选择土体的排水类型及模拟方法。天津地区粉土黏土互层的地层中孔隙水压力消散较快,施工时间长达数月以上的大型基坑采用排水模拟或能够考虑孔隙水压力消散时间效应的固结模拟,能够更为准确的反映基坑卸荷回弹的影响,预测出隧道的隆起变形。对于基坑外隧道变形的影响区,长期排水条件下隧道隆起区和变形过渡区的位置相比短期不排水条件均向上大幅提高,隆起区范围大幅增加。对于深18 m的基坑,沉降区与过渡区分界线可上升9～17 m,过渡区与隆起区分界线可上升14～16 m。     

软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多.盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂.采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究.选用排液法在离心场中模拟盾构施工,实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构下穿越施工引...     

软土地区新建盾构隧道下穿越既有隧道的离心模拟研究

随着地铁网络不断完善,新建盾构隧道近距离穿越既有隧道的现象越来越多。盾构隧道近距离穿越既有隧道的影响问题,比常规盾构施工的研究更为复杂。采用离心模型试验对盾构下穿越对既有隧道以及周围地层的影响进行了研究。选用排液法在离心场中模拟盾构施工,实现了在不停机状态下模拟隧道开挖卸载、地层损失和注浆过程,并分析了盾构下穿越施工引起的地层及既有隧道的纵向位移变化规律。研究成果可为盾构近距离施工控制措施提供参考。     

基坑开挖对邻近既有隧道结构安全性的影响

天津黄河医院三期项目,深度超过5 m,紧邻天津市地铁二号线。基于该基坑的施工过程,使用有限元软件MIDAS/GTS进行数值模拟,评估该项目基坑工程对地铁二号线区间结构安全性的影响。结果表明,基坑周围土体和地铁隧道管片的位移随着土体开挖过程而增大,而受楼面载荷的影响较小。此外,地铁隧道管片的竖向位移主要受基坑降水影响,其轴力和弯矩在施工过程中保持稳定,裂缝验算结果在允许范围内。研究成果可以为该项目工程影响评估提供有效的参考依据。     

上跨地铁基坑开挖对区间隧道变形影响的 监测与数值分析

以厦门第二西通道Ａ３标段上跨地铁一号线明挖基坑工程为背景，研究基坑开挖过程对地铁区间隧道变形的影响。依据监测数据对不同开挖工序下的隧道结构的竖向位移和水平相对收敛进行分析，建立基坑支护体系与土体的三维有限元模型，并将结构竖向位移的模拟结果同监测数据进行了对比。分析结果表明，地铁区间隧道与基坑中央的距离与其隆起量成负相关，开挖土体与区间隧道的距离与其隆起量成负相关，开挖底层土所引起的相对收敛量大于其余工况，结构的相对收敛变化速率和开挖土体与隧道距离成正相关，模拟结果与监测数据略有差异，但两者变形规律基本一致。     

天津某基坑开挖引起隧道变形的有限元计算

天津某深基坑工程,由于其深度较深,周围环境复杂,并且紧邻地铁,因而在深基坑施工作业过程中有必要对周边隧道变形进行计算和监测。针对基坑的特点和土层的各项参数,运用有限元方法,计算隧道的竖直和水平位移,并根据计算结果制定了合理的监测方案。计算结果表明,由于基坑开挖,会造成周围隧道的竖直方向变形和水平方向变形,且越靠近基坑开挖位置位移越大,位移以最大值点为中心,朝隧道两端方向减小。隧道变形仍在安全范围之内。计算和设计成果为基坑施工过程中工程的安全性提供了可靠的保障,可为类似工程提供参考和依据。     

软土地区地铁车站基坑支护结构变形研究

针对天津中北镇站-福姜路站地铁隧道项目的基坑开挖和施工,对其不同阶段测点的地下连续墙支护结构水平位移进行监测,分析淤泥软土对基坑支护结构及结构变形的影响,并对地基处理效果进行评价。结果表明：墙体变形最危险阶段为垫层浇筑阶段,垫层浇筑完成后,墙体水平位移基本达到峰值;底板浇筑完成后,墙体水平位移呈现稳定态势。通过对基坑底部进行加固,可减少软土对基坑支护变形的影响,使基坑支护最大横向位移深度减小,因此在基坑设计和施工时,应在垫层浇筑阶段进行必要的局部加固处理。     

基坑开挖对既有盾构隧道与地层的影响分析

针对黄土地区基坑开挖对下伏既有盾构隧道影响及其安全评价,采用有限差分法数值软件,结合实际场地的水文地质和工程地质条件,建立三维数值模型,进行施工过程的数值模拟与既有线路安全评价。研究结果表明,基坑群开挖对盾构下伏既有隧道影响较大,基坑构筑物施作时既有隧道变形减小,基坑群采用不同步开挖将有利于减小对下伏既有隧道的影响,并针对不同施工阶段的既有盾构隧道变形进行安全评价分析,认为这种工法与加固措施满足既有盾构隧道变形控制要求。更多还原