盾构法施工地铁区间隧道的地表沉降

地下开挖引起的地表沉降是地铁修建过程中非常关键的问题．在文章中,以盾构法施工的某地铁隧道试验段的实测地表变形数据,分析了地表变位的特点,得到几点定性规律,并用Peck公式对实测点进行拟合,发现沉降曲线与正态分布曲线非常接近．将拟合结果与以往经验公式进行了对比,发现两者吻合较好．     

基于广州地铁隧道施工的Peck公式修正

为研究广州地铁21号线地区盾构隧道施工引起的地表沉降问题,文中基于广州地铁21号线工程地区地质情况和工程实际监测地表沉降数据,运用线性回归分析方法对实测地表沉降数据进行拟合,并和Peck公式进行对比分析.但由于Peck公式局限于工程地质条件,因此通过引入最大地表沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β代入Peck公式进行修正改进,使修正后的Peck公式适用于广州地铁21号线研究区段的地表沉降预测.研究结果表明:α的数值范围为0.125～0.416,β的数值范围为0.555～0.717;修正后的Peck公式预曲线和原始Peck公式曲线相比,精度大幅提高,与实测数据曲线更接近.     

土岩复合地层隧道盾构开挖地表沉降Peck公式修正

为了准确预测土岩复合地层中隧道盾构开挖引起的地表沉降量,采用数理统计中的线性回归拟合方法,对青岛地铁8号线某区间隧道盾构掘进时的地表沉降监测数据进行拟合,并引入地表最大沉降修正系数α和沉降槽宽度修正系数β对Peck公式进行修正。结果表明,采用线性回归方法拟合隧道横断面地表沉降得到的曲线与实际数据吻合度高,修正系数α∈(0.2,0.5),β∈(1.0,1.4)时得到的修正Peck公式精度最高,对应回归常数项a∈(1.6,2.8),回归线性系数b∈(0.010,0.022)得到的线性拟合曲线吻合度高。研究成果成功了预测青岛地铁8号线开挖过程中地表沉降量,还可为类似土岩复合地层中隧道盾构施工提供一定的理论指导。     

修正的Peck公式在常州地铁隧道施工地表沉降预测中的应用

本文以常州地铁项目部实测数据为依据,运用数学方法进行拟合,并结合实测数据对Peck公式进行修正,修正参数为地表最大沉降值和沉降槽宽度。得出了适应常州地区的Peck公式。结果表明:通过实测数据来分析得出地表最大沉降值修正范围在0.172 4~0.442 3,沉降槽的修正范围在0.556 4~0.746 1时,在运用Peck公式预测盾构施工引起的地表沉降时,和真实结果较为接近,且与原始Peck公式相比,预测结果更为可靠。     

基于苏州地层盾构施工的Peck公式修正

基于苏州地铁盾构施工的地表沉降实测数据,运用线性最小二乘法进行拟合,通过Peck公式的两个重要参数:沉降槽宽度系数与地层损失率,对Peck公式进行修正,使其适合苏州地区土层盾构施工的地表沉降预测。结果表明:针对苏州地层,在运用Peck公式预测盾构施工引起的地表沉降时,使沉降槽宽度系数在0.42~0.59之间,地层损失率在0.53%~0.85%之间,可以获得良好的曲线,且与原始的Peck公式相比,预测的结果与实际情况更吻合。     

非饱和土土-水特征曲线试验及在工程中的应用

利用Fredlund SWCC仪器控制从0～1 500 kPa的吸力,并测得相应吸力的含水量,再用MATLAB软件对试验结果进行拟合,得到土-水特征曲线.将所得土-水特征曲线应用到数值模拟软件中得到考虑地下水作用时的地表沉降曲线,以Peck公式计算得到的地表沉降曲线为参考,并将此曲线与不考虑地下水作用的数值模拟所得到的地表沉降曲线进行对比,其结果与工程实测曲线吻合较好,验证了应用本文提出的计算方法的可靠性和适用性.     

软黏土中盾构掘进地层变形与掘进参数关系

宁波地铁某区间单线隧道穿越地层主要为淤泥质黏土层,上覆地层主要为砂质粉土和淤泥质土.针对2类典型的上覆地层中土压平衡盾构施工,获取了相应的地表沉降监测数据,研究地表沉降与盾构施工过程的相互关系.采用经典高斯经验公式对盾构掘进引起的地表横向沉降曲线和纵向沉降发展曲线进行拟合,得到各监测断面沉降槽宽度ix及沉降槽宽度系数K.采用平移累积高斯沉降曲线对纵向沉降发展曲线进行拟合,获得盾构掘进引起的沿线地层损失率.研究盾构掘进参数取值对地层损失率的影响.结果表明,盾构推力、开挖面支护压力以及盾尾注浆率对地层损失率的影响显著.给出类似地层中各项盾构掘进参数的参考范围.     

地铁车站基坑开挖引起的建筑物沉降研究

SMW工法桩在当今地铁基坑中被大量使用,为了对该种基坑开挖引起建筑物沉降进行研究,针对天津市地铁二号线曹庄站施工中基坑的周边建筑物沉降进行现场监测,采用曲线拟合最小二乘法对基坑周边建筑物监测的数据进行研究,根据现场实测沉降值拟合出曲线方程,再按拟合出的曲线方程求出拟合值,将实测值与拟合值进行比较,其平均相对误差为4.1...     

武汉地铁盾构施工对邻近管线影响的变形控制简化分析方法

将几种i值计算方法与武汉地铁施工中的实测数据进行了比较并选择较为近似的公式。将地表沉降的Peck经验公式引入纵向土体自由位移场,结合位移控制两阶段分析方法,讨论了武汉地铁盾构施工对邻近地埋管线的影响。最后,通过计算分析了管线附加变形与地表沉降最大值之间的关系,为地铁施工环境影响分析提供一个简化分析方法。     

西安地铁车站深基坑工程变形特性研究

为确定西安地铁车站深基坑的变形特性,收集了18个地铁车站深基坑变形的实测数据,根据实测数据,对深基坑开挖引起的支护结构侧向位移和地表沉降的变形规律进行了统计研究,并将研究结果与其他地区的基坑工程进行比较。结果表明:基坑支护结构侧移曲线形状为"鼓胀形",最大侧移点深度均位于开挖面以上;最大侧移值在0.03%H～0.12%H(H为开挖深度)之间,其值随插入比的增大而减小;地表沉降曲线呈"凹槽形",最大地表沉降位置出现在0.51H处;最大地表沉降约为0.06%H,增大插入比对其值的影响并不显著;最大地表沉降随着最大侧移的增大而增大,且其比值约等于1.10。该研究成果可为西安市类似深基坑工程的变形预测、设计和施工提供参考。     

地表沉降的双洞体叠加peck公式及数值分析

为解决地下隧道开挖引起地表沉降,结合广州某采用盾构推进形式地铁隧道实例,运用常规理论计算法与数值模拟方法计算地表沉降,研究地表变形特性。结果表明：双孔平行隧道开挖中地层损失是引起的地表沉降的主要因素;土体位移的叠加原理适用,地表沉降槽以两隧道中间位置为轴线基本对称分布在其两侧;地层损失率控制在1．5％～2％时,理论值较为接近模拟计算值。     

深基坑开挖引起的土体变形模拟

采用FLAC3D软件对某深基坑开挖引起的坑底隆起及地表变形进行了数值模拟.计算中采用摩尔库仑弹塑性模型模拟土体特征,采用接触单元模拟土体与基坑围护结构之间的相互作用.通过模拟开挖过程,获得了不同开挖阶段的地表沉降、坑底隆起和墙后土体水平位移资料,可供工程设计和施工参考.     

基于盾构密封舱压力直接反馈地表变形控制

为了解决传统地表变形控制方法对施工人员经验的依赖性与控制的滞后性造成施工事故频发的问题,在分析引起盾构前方地表变形原因的基础上,提出密封舱压力直接反馈地表变形控制技术. 以土压平衡盾构为对象,建立2种密封舱压力调节模式的数学模型,并在Φ1.8 m土压平衡盾构综合试验台上开展多次实验,分析引起土压力波动的原因和检验新地表变形控制方法的有效性.实验结果表明,切深率变化会引起密封舱压力波动,不利于地表变形控制.采用密封舱压力直接反馈,通过自整定PID控制器控制螺旋输送机转速可以精确控制排土量和出土率,保证密封舱压力实时平衡,并能将盾构前方地表变形控制在-5~+3 mm,满足隧道施工标准要求．     

超浅层顶管施工引起路基地层移动数值模拟

覆盖土层薄的超浅层顶管穿越路基施工引起管道周围土体移动会对路面结构造成破坏。结合实际工程,运用有限元模拟超浅层顶管穿越路基引起的地层移动和现场地表变形监测,研究了管道摩擦力、注浆率、顶推力、路面交通荷载等因素对覆盖土层变形的影响。研究表明:地层移动是先隆起后沉降,覆盖土层下部的移动速度比表层的大;地表变形的有限元计算结果和现场实测数据基本吻合;超浅层顶管施工对浅埋覆盖路基土层移动,横断面地表沉降变形在工具管纵向通过2倍顶管外径后基本趋于稳定,横向地表沉降沿侧向分布近似为正态分布,主要影响范围在顶管轴线左右两侧各1.5倍顶管外径的范围内;变形要求严格的地面下进行超浅层顶管施工,可以通过有限元分析对周围环境影响程度的评价。     

隧道震害和地表变形相关性的实例分析

考察地震作用下的地表运动特征,是一种直接有效观测地震作用机制的方法.为此,结合2016年日本熊本地震俵山隧道震害案例,探讨地表变形运动与地下结构震害之间的相关性.基于高精度机载激光测量技术（LiDAR）,获取地震前后俵山隧道周边地形的变形数据;建立隧道周边地形的数字高程模型.借助组合分类迭代最近点（CCICP）算法,得到俵山隧道周边地表变形特征.在此基础上,探讨隧道震害与周边地表变形特征的相关性.结果表明,强烈的地面运动能够在一定程度上反映地下结构震害的真实情况,如衬砌、路面和施工缝等各种结构的破坏;另一方面,地表变形运动方向在一定条件下（如排除地震断层等特定地质构造的影响等条件）反映地震波的传播方向,可用于验证地震波对俵山隧道的破坏机理.     

曲线盾构隧道掘进地表沉降计算模型研究

盾构隧道掘进过程中产生的地层损失和施工荷载是引起地表沉降的主要因素,曲线盾构隧道的非对称性使得掘进引起地表沉降规律更加复杂。基于直线盾构隧道掘进引起地表沉降的研究成果,考虑实际工程中隧道会由于自重而沉降到土体边界底部和曲线盾构隧道地层损失的非对称特征,建立了曲线盾构隧道掘进引起地表沉降的地层损失模型,同时将建立的模型与已有曲线隧道地层损失模型进行对比研究。结果表明:本文建立的地层损失模型引起的地表沉降变形值更大,受转弯半径的大小影响,当隧道转弯半径大于1000米后,曲线隧道与直线隧道地层损失引起地表沉降值变化较小,而当隧道转弯半径小于300米时,此时地表沉降值对隧道转弯半径的敏感性较高,文章建立的计算模型可以很好的体现出小转弯半径隧道引起的地表沉降值的影响程度更大;通过将两种不同地层损失模型引起的地表变形与实际工程进行比较分析,验证了文章建立的计算模型与实际数据更接近,误差更小,显示该模型能够较好地反映实际情况,研究成果为曲线盾构隧道掘进引起地表沉降分析和预测提供参考。     

多晶拉伸试样表面各晶粒滑移带研究

采用建立在晶体塑性理论基础上的晶体塑性有限变形计算方法,针对多晶铜试样单轴拉伸过程中晶体滑移造成试样的滑移痕迹进行了数值研究,并对拉伸过程中材料内部的应力、应变的不均匀分布进行了初步统计分析.利用三维有限元模拟多晶铜试样的拉伸变形,通过晶体塑性滑移面与试样观察面交线的几何分析,得到了不同滑移系启动造成的多晶试样观察面滑移痕迹.所得结果表明,将建立在连续滑移描述基础上的晶体塑性理论运用于数值模拟,能够较合理地呈现多晶试样拉伸的表面滑移带痕迹,能够考虑材料内部结构不均匀而引起的宏观响应.     

带温度补偿的大型机架形状测量和变形预测

建立了大型机架温度场的模型.对缩小了的床身结构用差分法求出温度分布,和表面温度实验测定值比较,得到基本相符的结果.在结构温度分布数值基础上用 SAP-5软件计算出热变形量,从而初步获得一种补偿测量和形变预测的方法.     

盾构下穿群桩引起的地表沉降和桩身受力规律研究

地铁建设中,盾构隧道下穿群桩时引起的地表沉降和桩身受力不可小觑。本文采用FLAC~(3D)软件模拟了合肥地铁2号线下穿五里墩立交桥的工况,研究了下穿群桩引起的地表沉降和桩身受力规律。研究表明:地表最大沉降量偏向桥墩荷载较大的一侧,其值为-1.31 mm;地表沉降曲线较明显的转折点均产生在桩与土的临界面处,且承台上方的地表沉降趋于直线;桩的水平位移和弯矩沿桩身分布曲线呈弓形,且上半部分变形较明显,两者的最大值均发生在桩基上部的1/3处,在以后工程实践中,可在此处加以钢套以提高桩基承载力。