土压平衡矩形顶管施工引起的地表沉降探究

顶管施工引起周围土体移动会对路面结构层造成破坏。采用大断面矩形土压平衡顶管顶进工法所引起的地表沉降一直是岩土工程领域技术工作者所关注的热点与难点之一。通过内蒙古科技大学地下过街通道工程,分析了路基变形的实测数据,Peck公式对矩形顶管地表变形预测的适用性,数值模拟不同覆土深度下的顶管施工对地表的变形影响。研究表明:顶进时轴线上的纵向测点变形总趋势是先隆起,后沉降,并趋于稳定状态;横断面上位于轴线10 m左右范围内为主要影响区域,在此范围内沉降槽体积约占总体积的90%;当地层损失率V_l取0.4%,沉降槽宽度参数K取0.4时,实测值与Peck公式法的预测结果曲线拟合较好;当覆土深度增加,地表沉降值逐渐减小,且沉降范围逐渐增大。研究成果为大断面土压平衡矩形顶管与类似工程的施工提供了理论参考及应用借鉴。     

矩形顶管施工引起地表隆起变形因素分析

以全国最长的大截面矩形顶管综合管廊工程为背景,研究矩形顶管施工过程中引起地表隆起变形的因素。采用弹性力学mindlin解为理论分析工具,将影响地表隆起变形的因素分为地层参数、设计参数和施工参数。地层参数包括土体泊松比和压缩模量;设计参数包括顶管断面尺寸、隧道埋深和后续管节的断面尺寸;施工参数包括顶管机顶进速度、正面附加推力、顶管机的摩擦系数和管节的摩擦系数。经过分析得到以下结论:(1)该工程地表隆起最大值达到29 mm,随后回落到15 mm并保持稳定,纵向隆起范围为20 m;(2)地层参数中,土体泊松比与地表隆起变形成正比,泊松比每变化0.1,地表隆起变化10 mm,土体压缩模量与地表隆起变形成反比;(3)设计参数中,顶管断面尺寸与地表隆起变形成正比,顶管机宽度每变化1 m,地表隆起变化3 mm,隧道埋深对地表隆起变形最大值不产生影响;(4)施工参数中,正面附加推力、顶管机的摩擦系数和后续管节的摩擦系数与地表隆起变形成正比,顶进速度只影响隆起值出现的时刻,而对隆起值的大小不产生影响。     

顶管施工引起地表竖向变形分析

顶管法在各个城市的地下管线施工中广泛运用,尤其在已建道路下的管线施工中具有优势。顶管穿越路基施工引起管道周围土体变形易对路面造成变形破坏。结合实际工程,分析计算顶管施工正面附加推力、设备与周围土体的摩擦力对地表垂直变形的影响,结合土体损失引起的竖向变形,计算顶管施工引起总的周边地表竖向变形。计算结果与实际监测结果吻合,顶管施工引起周边地表竖向变形呈现前方隆起后方沉降的变化规律。     

盾构隧道施工地表变形分析的有限元数值模拟

以钱江通道过江隧道工程为背景，利用有限元方法对盾构隧道施工引起的地表变形进行数值模拟分析，与经验公式计算结果比较，验证了有限元数值分析模型的合理性，同时分析了隧道周围土体移动规律和地表沉降规律。     

超大直径盾构施工地表沉降分析

结合工程实例对超大直径泥水平衡盾构地铁隧道施工引起地表沉降的实测数据进行了分析。得出了隧道中心线上方地表在盾构推进过程中变形的一般规律及地层损失引起的地表横断面沉降的形态。用Peck公式对横向沉降槽实测数据进行拟合,得出了地表沉降槽宽度系数及地层损失率等特征参数的一般范围。对盾构推进过程中的停机情况对地表沉降的影响进行了分析,并提出了一些建议。分析成果对于城市超大直径泥水盾构工程有较好的参考价值。     

曲线顶管施工扰动土体变形理论分析及数值模拟研究

现有的顶管施工扰动理论及相关研究都是基于直线顶进工况,在曲线顶进工况下则存在一定的适用性问题。在对现有直线顶进扰动机理及沉降预测方法分析的基础上,研究曲线顶进的施工扰动机理及扰动范围大小,并提出了相应的地表沉降范围的估算方法和估算公式,同时以二维有限元为工具,对比研究曲线顶进和直线顶进施工的扰动变形规律,验证理论分析结果,为曲线顶管施工引起的周边地层变形扰动范围的估算提供依据,最后,从实际工程出发,经定量计算对比,得出了曲线外侧扰动范围小于直线顶进单侧扰动范围、直线顶进单侧扰动范围小于曲线顶进内侧扰动范围的研究结论。     

浅埋暗挖隧洞地表沉降数值分析计算

地下隧洞的开挖会引起地面变形,尤其是浅埋隧洞,对地面变形的影响会更为明显.根据具体的地层结构,利用Dtmcan-Chang双曲线土体本构模型,考虑隧洞的实际开挖方法,利用ANSYS对浅埋暗挖隧洞的地面位移场进行数值计算分析.     

平行顶管穿堤施工三维数值模拟及工程案例对比分析

顶管技术在中型管道、中长距离穿越堤防施工中具有独特的优越性.对顶管技术在管道穿堤工程施工中的应用开展研究,运用FLAC3D有限差分软件建立数值模型,选择合理的土层参数,模拟平行顶管穿堤过程对堤防的影响,并与工程监测成果进行对比分析.结果表明:顶管引起的地层变化,自管顶向地表方向沉降量逐渐减小,呈拱形扩散;顶管下方周围土...     

顶管穿越砂性土的数值模拟分析

结合西江引水工程长距离顶管施工,建立了三维模型,分析了顶管穿越砂性土时砂性土参数变化对地袁扰动的影响规律,虽无实测资料验证,但对顶管在砂性土中穿越时,如何减少对地表的扰动提供借鉴。     

地铁暗挖通道施工地表沉降分析与控制技术

正一、工程概况轨道交通一期工程S号线的Y站位于C市南二环北侧,沿后湖路铺设,大致呈南北走向位置,周边分布有居民小区,多为多层建筑物。本文研究的主要是地铁车站的1号出入口暗挖通道的开挖工程。车站1号出入口位于车站主体结构南端,暗挖通道呈直线型布置,横跨南二环路,与Y站主体连接,设计长度约89.5m。暗挖通道处于粉质粘土层和砂卵石层交界处,覆土约5.3m;根据地勘报告,土体分层明显;地下水位较高,约在地表下     

泥炭土层盾构施工地表沉降控制措施

泥炭土的工程力学性质极差,控制地表沉降是盾构施工中需应对的主要工程问题之一。利用Plaxis3D数值模拟软件计算不同特性改良泥炭土对不同纵向掘进坡度条件下地表沉降的影响,提出最佳改良指标。当隧道上覆地层存在临近建筑,径向注浆加固圈厚度建议采用3 m。     

鲅鱼圈输水管道顶管法施工地表变形及管道受力分析

依托鲅鱼圈输水管工程,分析了浅地表城区顶管法施工对地表的影响以及管道受力情况。首先通过理论公式计算顶管法施工顶力合理值,并采用ANSYS数值软件模拟顶管法施工对地表的影响,得出结论:顶推过程中沿顶管纵向6 m即4D范围为变形发育区,从起始顶进断面算起顶推5 m范围内变形速率最大,因此建议在此范围段内进行重点监测。更多还原     

矩形明渠三维紊流的数值模拟

在明渠三维流动中，紊流产生的二次流起关键作用，它对主流流场分布，壁面应力及污染物的扩散有很大影响，有时还影响床面的稳定，Ｋ－ε紊流模型及类似的双方程模型不能计算这种二次流动。本文将非线性Ｋ－ε紊流模型用于明渠三维紊流的计算，模型用张量形式推出，比代数应力模型更易推广到复杂边界流动，应用这一模型及另两种代数应力模型对矩形明渠流动进行计算，所得结果，尤其是表述紊流特征的量，与实测资料进行了详细比较，并     

山区开采地表变形数值模拟研究

为了研究地表坡度及煤层在空间的赋存位置对山区地表变形的影响规律,以贵州某煤矿地质采矿条件为背景,通过控制煤层赋存位置与坡度共设计16个数值模型,在每个模型的地表处布置80个测点,利用模拟软件的数据提取功能,提取相关数据,绘制相关变形指标的云图及曲线,通过云图和曲线分析煤层开采对地表变形的影响规律。     

钱江通道盾构施工对北岸地表沉降的影响分析

运用经验公式和有限元数值模拟,对钱江通道盾构隧道施工过程中明清鱼鳞石塘的地表沉降规律进行研究,比较分析了两种方法的计算结果,得出隧道周围土体移动规律和体表沉降规律,验证了有限元模型的合理性,为隧道工程的顺利实施提供参考依据.钱江通道过江隧道盾构掘进时将不可避免地扰动地层,引起地层变形及地面沉降.扰动导致土体强度和压缩模量降低.当地层变形超过一定范围后,会严重危及周围建筑物的安全.因此,掌握地层沉降规律并预估其影响程度,对工程的顺利实施极为重要.     

盾构隧道下穿既有通道诱发沉降数值分析及现场监测

以南昌地铁2号线盾构隧道下穿某既有通道为研究背景,采用数值计算方法对盾构施工引起的地表和邻近结构沉降进行研究。首先分析不同施工阶段下盾构施工引起的地表及既有通道沉降,得出盾构施工引起的主要沉降范围及沉降规律;然后通过对加固前后既有通道底部沉降进行分析,研究加固措施的有效性;最后将数值计算与现场监测的数据对比,结果表明两者基本相符。研究结果可为类似工程提供一定的参考。     

顶管施工的弹性力学模型与固结沉降计算

根据引起沉降的各种因素,提出顶管施工对土层作用的简化力学模型,并在此基础上对Peck公式进行修正,使之能考虑固结因素的影响,从而得到估算地面沉降的实用公式.     

大型基坑开挖施工数值模拟分析

大型基坑工程区域一般地质情况复杂,基坑施工安全面临诸多不确定因素,有一定的施工风险。利用有限元对基坑开挖过程进行模拟分析,依据预测结果确定施工预案,及时采取相应措施,确保基坑开挖和基坑结构的安全。以南京市长江第四大桥南锚碇基础工程为例,采用通用有限元软件Midas-GTS对工程进行了三维建模,分析了施工中地连墙和中隔墙的变形和应力。结果表明：支护体系的内力在可承受的范围内;支护体系在施工阶段的最大变形约4.1 mm,属于很低的水平;锚碇南北两侧土层的差异对体系的变形、内力影响不大。为大型基坑开挖施工的研究与应用提供了技术手段和参考资料。     

大断面矩形顶管隧道施工围岩变形与力学特性

针对城市繁华地段大断面矩形顶管隧道施工引起围岩扰动与破坏问题,依托郑州市红专路大断面矩形顶管隧道实际工程,采用ＦＬＡＣ３Ｄ有限差分法数值计算,建立三维数值模型,进行了大断面近距离多个平行矩形顶管隧道施工围岩变形与力学特性的研究。研究表明:大断面近距离多个平行矩形顶管引起的地面沉降与沉降槽宽度,后期顶管施工影响明显大于先期施工;在顶管隧道顶进过程,靠近始发井围岩沿隧道轴线方向围岩土体切应力较大,远离始发井切应力较小;考虑了盾构机的掌子面推力与盾壳,管节顶进过程的泥皮套摩阻力,同步注浆压力,提出一种综合考虑盾构机、管节顶进以及同步注浆的三维数值模拟方法。     

矩形容器内流体晃动的数值模拟

本文应用ＭＡＣ方法对矩形容器内一层和两层流体由水平激振所引发的晃动进行了数值模拟。计算取与容器固联的坐标系，视激振加速度为质量力，计算结果在流场的形态等方面与实验观测基本一致。