降水引起软土基坑周边地面沉降的可靠性研究

本文分析了降水引起的软土基坑周边地面沉降的机理,提出了随机地面沉降的计算方法,研究了基于土体压缩模量随机性的地面沉降量的可靠性概率及可靠指标β的计算,并用于判定基坑降水方案的安全性。     

“天一大厦”深井降水对周边环境影响剖析

从“天一大厦”工程深井降水引起的对周边环境影响规律,将水人闰降深曲线划分为二个阶段,将周边地面沉降曲线划分为三个阶段。通过对周边地面沉降的理论分析,剖析了降水引起的周边地面沉降滞后水位降深现象,为类似工程分析降水对周边环境影响提供了有效方法。     

深基坑降水与地面沉降控制研究

目的探讨复杂巨厚松散沉积层以控制地面沉降为目标的最优化深基坑降水设计理论.方法以上海地铁四号线董家渡段隧道修复基坑降水为例,根据基坑降水过程中有效应力和孔隙水压力的转化关系,建立了深基坑降水三维渗流与地面沉降的耦合模型,并采用有限差分数值模拟方法,模拟了在多层含水层复合存在、含水层最深底板埋深达145 m、基坑周围挡水连续墙埋深达65 m,基坑中心下伏第Ⅰ承压含水层上部降压段水位降至埋深40 m时的地下水复杂流动状态及其地面沉降特征.结果得出了抽水井埋深达59 m、抽水井过滤器埋深为44至59 m,30口抽水井联合抽水的坑内优化降水方案.结论深基坑降水三维渗流与地面沉降耦合数值模拟用于复杂巨厚松散沉积层深基坑降水优化设计具有较高的可信度,此类地区采用坑内降水可有效控制基坑周围地面沉降的发生.     

深基坑降水引起地面沉降的三维数值分析方法

为了预测降水引起深基坑周围地面沉降的程度,建立一种三维数值模型,该模型通过分析宁波地区承压含水层和软土地基,结合抽水试验数据,研究降水期间地下水位变化和地面沉降规律,通过实测值与计算值对比,发现该三维模型模拟实际施工效果较好。基坑降水时的行为预测为宁波地区深基坑施工提供了参考依据。     

牡丹江市基坑降水设计与应用

对某建筑大楼深基坑降水的设计及施工效果作了简要分析，合理布置降水井点及降水工作量可减少对周围地面沉降的影响，降水效果良好。     

基坑降水引起的相邻建筑物直接损失预测软件开发

为了对基坑降水引起的相邻建筑物直接经济损失进行预测,引用既有地面沉降梯度及建筑物经济损失计算模式,基于Visual Basic开发了对应软件,可以根据基坑形状、岩土工程参数和水文地质参数、相邻建筑物状态等确定基坑周边水位降深分布、地面沉降、沉降梯度、建筑物损失百分比等,并最终确定降水引起的周边建筑物直接损失。结合工程实例验证了软件的适用性。     

基坑降水引起的周边建筑物直接损失预测

为了预测基坑降水引起的周边建筑物直接损失,提出环带分析法确定地面沉降和沉降梯度;用S型曲线拟合建筑物直接损失率与地面沉降梯度之间的关系,并用实例验证预测模型的适用性.随着与基坑边壁距离增加,地面沉降梯度总体上呈递减趋势,但当环带中心位置自然水位处于不同土层界面时,沉降梯度会发生突变.基坑降水引起的相邻建筑物直接损失随水位降深增大总体上呈上升态势,但当受水位和土层特殊分布位置关系影响时,损失曲线会有波动.     

上海某地铁站试降水对周边环境的影响分析

通过上海某地铁站的降水试验(明珠3号线高架轻轨距车站端头井基坑的距离只有11 m,对沉降变形的要求为7 mm),研究了第⑦2层承压水层渗透性能、抽水后降水漏斗的形状分布以及降水对地面沉降影响的敏感性;分析了第⑤3-2层作为弱透水层在降水时,因下覆地层水压下降,引起第⑤3-2层孔隙水流失造成土体产生相对较大的固结沉降原因;在详细分析了降水井水位和流量、孔隙水压力、分层沉降量、地表沉降量等各种监测数据的基础上,得到了降水时地面沉降与明珠3号线高架轻轨双柱桥墩基础变形的内在关系.     

潜水地区深基坑降水引起地面沉降的抽水试验及其简化计算

以兰州地铁1号线马滩站深基坑工程为依托,根据场地工程地质和水文地质条件,设计单井抽水试验及完整基坑降水工程,并完成了现场监测工作。得到各自的地下水位及地表沉降量的变化规律,对比发现两者水位变化趋势、沉降量基本相同。在裘布依假定的前提下首先求出基坑降水后地下水位的降落曲线方程,忽略土体的侧向变形及群井效应对降水效果的影响,采用分层总和法分别计算水位降落曲线上下疏干土与饱和土的地面沉降量,叠加后得到最终坑周地面沉降量。采用大型有限元软件对该基坑降水工程进行数值模拟,现场监测数据与数值计算及理论计算结果基本吻合,表明本文提出的计算方法具有较高的工程实用价值。     

关于城市建设中一些环境岩土工程问题的探讨

概括介绍了环境岩土工程(Environmental Geotechnology)的应用领域.通过环境科学与土力学的结合,改变运用传统的方法解决各种岩土工程问题.本文对城市建设中的若干环境岩土工程问题,诸如:深基坑开挖失稳,地面沉降,及桩基施工与工程降水所产生的工程问题等方面作了探讨.     

软土地区基坑开挖对周边设施的变形特性影响

为了研究基坑开挖对周围管道、建筑、道路的影响,2个狭长形地铁车站深基坑不同位置处土体的侧向位移、土体沉降、管道沉降、建筑沉降等资料的监测数据在开挖过程中被记录.通过分析现场监测资料发现,地表沉降与监测点基坑围护结构距离的关系呈三折线模型,管道沉降与土体沉降有一定的相关性,燃气管道、给水管道和污水管道的沉降平均值占地表沉降平均值的比例分别为943%、587%、653%.管道沉降和地表沉降的变化趋势相似且均呈一定的空间效应,随着L/He的增大,土体沉降及管道沉降的平面应变比（PSR）呈先增大后变化缓慢的趋势,刚度较小的燃气管道的三维效应与土体沉降的三维效应变化相似.距离基坑15 m处桥台的最大沉降差发生在距离开挖边缘-5 ～5 m处,差异沉降为088×10-3,桥台最大沉降值发生在靠近基坑中心位置处,最大达2432 mm.随着时间的增长,管道沉降和地表沉降均呈现先增大后保持稳定的趋势,底板完成时,管道沉降和地表沉降占最终沉降的比例分别为85%和80%.     

高速公路连拱隧道开挖三维变形及沉降分析

通过对金丽温高速公路垟湾连拱隧道工程区的地质特征进行详细的分析和现场调查,系统研究了金丽温高速公路垟湾隧道开挖及加固全过程的围岩变形场及其变化特征,得出围岩在加固后变形值最大减少近30%的结论.对在不同开挖步中的地表沉降(Y向位移)进行分析,研究连拱隧道地表最大沉降部位横断面及纵断面的沉降规律,并分别建立对应的沉降预测模型,为破碎岩体中浅埋连拱隧道开挖地表沉降预测提供一定的理论依据.     

隧道开挖地表移动参数选取的自适应遗传算法

针对某地铁车站开挖引起地表沉降较大的问题,基于车站开挖引起地表沉降的实测数据,利用随机介质理论方法反演地铁车站初步开挖引起的地表移动参数,包括沉降槽影响范围以及断面收缩率,并利用所得的参数对该车站下一步开挖进行地表沉降预测;通过类似地层条件的地表沉降实测数据,利用数值模拟正交反分析法确定主要模型参数,预测了该地铁车站各施工阶段引起的地表沉降值。并结合洞内特征点的收敛发展规律,将地表沉降理论预测结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:由于2种预测方法的不同导致最终的地表沉降值存在差异,但主要开挖阶段引起的地表沉降基本一致;主要的差异来源于数值模拟方法考虑了更为具体的衬砌施工工序,导致开挖过程中洞内收敛特征与理论预测方法明显不同。     

随机介质理论在地下厂房沉降研究中的应用

基于随机介质理论模型,对地下工程开挖引起岩层和地表移动规律进行了分析.认为地下工程开挖引起岩层颗粒运动符合随机介质运动规律,提出了地下工程开挖地表沉陷三维计算模型,并以冶勒水电站地下厂房开挖所引起地表沉陷特征进行了具体分析,并将计算结果与实际观测数据进行对比分析,表明水平移动位移、变形均较小.又因地下厂房开挖较深,水平移动规律不如上层塌陷明显,且地表最大观测沉降值约为200mm,而最大计算值约为370mm;在地下厂房顶部,最大观测沉降值约为400mm,最大计算值约为440mm.最大水平移动计算值为100mm.数值计算的结论较为精确、可靠,显示出分层影响传递规律,并最终影响到地表.     

地铁车站与下穿桥结构一体化施工数值分析

典型施工工艺条件下,地铁车站与下穿桥结构一体化施工的相关研究较少。本文采用有限元软件MIDAS/GTS对合肥地铁一号线某地铁站的深基坑工程的施工过程采用分段明挖顺作法进行数值模拟分析,并将地表沉降模拟结果与监测数据进行比较。研究表明:长条形地铁车站明挖+局部盖挖+分段分层对称的复合开挖方式对地表沉降的影响较小,且开挖面的转移会使地表沉降产生突变。该结论可为今后合肥类似的地铁车站建设提供参考。     

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。     

基坑开挖及降水对坑外地表沉降的影响

考虑降水、支护结构变形以及基坑隆起3个因素引起的基坑周围土体的沉降,根据降水引起土体沉降的机理,运用修正的分层总和法单独计算出由降水引起的周围土体沉降。通过研究基坑开挖引起坑外土体沉降的规律,推导出由基坑开挖引起的坑外土体沉降理论公式。把降水引起的沉降及基坑开挖引起的沉降进行叠加,加入修正系数,最终以简化的理论公式合理地计算出基坑周围土体沉降。具体工程验证表明,推导的理论解析解与实测数据十分接近,能有效预估基坑周围土体沉降,为施工方案编制提供可靠的理论依据,最大限度减少基坑施工对周围环境的影响。     

地铁隧道近接下穿城市沉降敏感区影响及优化分析

为研究地铁盾构下穿城市中沉降敏感地区时的沉降特性,基于地铁盾构隧道下穿加油站工程实例,建立三维有限元模型,得到盾构隧道近接加油站过程中地表以及油罐的沉降分布曲线,并进一步通过改变油罐位置,对比分析油罐在不同排列方式下受到隧道开挖的影响。结果表明：在油罐双层布置下,地表沉降随着隧道的掘进而增大,在施工结束后最大沉降达到11.48 mm,靠近左线隧道一侧;油罐在隧道施工的扰动下,其最大沉降达到2.85 mm。油罐单层排列相较于双层布置,油罐的最终沉降减少至2.68 mm;油罐的上下侧的最大沉降差减少了38%,同时油罐表面测点的沉降变化率减少了41%,安全性大幅提升。     

平行隧道开挖引起场地沉降的透明土模型试验研究

为了便捷现代城市交通,地铁系统普遍采用平行隧道模式.平行隧道开挖引起的场地沉降预测一般基于单一隧道工况,利用简化叠加法生成变形剖面,而没有考虑两个隧道之间的相互作用.采用透明土模型试验技术,自主研发平行隧道模型试验装置及试验方法,研究了在砂质场地上开挖平行隧道引起的地表和地层沉降特性.通过模型试验探索了平行隧道间距、土...     

某偏压连拱隧道分步开挖时边坡位移响应分析

采用现场监测和数值模拟2种方法,对偏压连拱隧道分步开挖过程的边坡位移响应进行对比分析,结果表明:在隧道分步开挖过程中,1)隧道正上方位置边坡沉降变化最为明显,谷侧隧道上台阶开挖步为对沉降影响最为明显的开挖步;2)隧道正上方中间部位及边坡下部水平位移较大,边坡上部较小。谷侧隧道上台阶开挖步为对水平位移影响最大开挖步;3)边坡地表位移有增大趋势。开挖对边坡体位移的影响范围从隧道向上直至边坡自由面,在其他方面约为3倍隧道尺寸。其中,隧道正上方地表位移量远大于边坡上部与下部位置,谷侧隧道上台阶开挖步为边坡中部地表位移影响最大的分析步。