青岛复合地层双洞隧道开挖变形规律

双线隧道开挖不同于单线隧道,为研究复合地层地铁双洞隧道开挖施工引起的地表沉降规律,文中基于青岛地铁四号线静沙区间的相关数据,通过数值模拟对双洞隧道上覆土层的不同组合施工沉降变形规律进行研究。分析结果表明,隧道上覆土层中砂土与黏土层厚度的变化,对双线隧道开挖地表沉降最大值、地表沉降和围岩的应力状态的影响较小,变化幅度也影响较小,即不同的上覆土层条件下,对双线隧道开挖地表沉降规律的影响相对较小。     

盾构隧道穿越既有建筑物影响分析

通过兰州地铁2号线盾构隧道穿越建筑物施工过程的三维数值模拟,分析地铁隧道施工对地层扰动出现的上部建筑物沉降变形以及盾构隧道管片结构受力安全。研究结果对指导工程设计和施工具有十分重要的意义,也可为类似工程提供参考。     

盾构隧道穿越建筑实测及有限元分析

随着城市轨道交通的大量兴建,软土地区地铁盾构隧道穿越施工对临近建筑的影响需要进一步研究.本文以天津地铁二号线斜穿上部浅基础建筑工程为依托,利用有限元方法对该工程进行模拟分析,并将模拟结果与实测进行对比,对软土地区盾构穿越浅基础建筑造成的建筑总体沉降、不均匀沉降变化规律进行了研究,结果表明隧道穿越过程中建筑物经历先隆起后沉降的过程,随着隧道的穿越,建筑产生不均匀沉降,盾尾通过后不均匀沉降趋于稳定.     

盾构二次下穿建筑物的数值模拟分析

天津市地铁2号线沿途需穿越较多重要建筑物,盾构施工对建筑物的沉降必然产生一定的影响,尤其是存在盾构二次穿越的情况,建筑物沉降控制就更为重要。文章针对天津地铁2号线某区间的实际地质情况,运用有限元模拟软件建立三维数值模型,分析单线盾构隧道掘进和双线隧道掘进对地表沉降的影响。分析表明,盾构二次穿越对地表的影响比一次穿越增加28.45%,施工过程中需要严格控制盾构二次穿越的各项参数并对比实际控制点的沉降数据,验证了有限元模型的可靠性。     

地铁盾构隧道下穿建筑基础诱发地层变形研究

城市繁华地区地铁盾构隧道施工常需从建筑基础下穿越,如何确保上部建筑与隧道结构安全是施工中的难题。基于沉降预测理论及FLAC3D进行了地铁施工诱发地层环境损伤评估与控制设计STEAD系统的开发,以广州地铁区间隧道下穿某7层框架结构建筑为例,采用数值模拟研究了地铁盾构隧道穿越建筑基础诱发地层变形的空间效应问题,考虑了不同工况下隧道施工引起地层沉降对该建筑物的影响,采用本研究建议,盾构隧道成功穿越该建筑物,实测证实了变形空间效应研究的科学性与有效性。     

高层建筑物沉降对邻近地铁的影响分析

本文以太平洋二期工程为例,分析了高层建筑物施工过程对临近地铁的影响,对建筑物上部结构施工期间地铁变形数据进行分析,并与地铁长期沉降数据进行对比.分析表明,隧道变形情况与施加于桩基础上的荷载水平相关,随着荷载水平加大,桩基沉降增长速率逐渐加大,隧道受到的影响亦相应加大.临近高层建筑区域的隧道变形明显大于其他区域,临近隧道的建筑物加载施工是造成隧道长期沉降的一个重要因素.     

隧道盾构开挖对邻近建筑物的变形影响分析

以南昌市地铁某盾构区间隧道近距离侧穿高层建筑物为依托,采用有限元计算和现场监测相结合的方法,对新建隧道侧穿邻近建筑物过程中所引起邻近建筑物沉降、倾斜以及桩基础变形进行了深入研究,分析了盾构施工扰动对建筑物及基础结构的影响规律。结果表明:盾构施工对建筑物的影响具有滞后效应,并且呈区域性,盾构侧穿建筑物过程中,建筑物测点变形在盾构开挖面到达20 m后达到最大,对建筑物影响范围约为建筑物前后30 m;桩基础变形与距盾构推进面的距离有关,距离盾构推进面越近的基础桩变形越大,而当距盾构推进面超过一定距离时,影响并不明显。该研究数值模拟与现场实测的规律基本一致,表明有限元模拟计算方法预测盾构施工对邻近建筑的影响具有指导意义。     

数值模拟盾构不同角度穿越砌体结构房屋

盾构法隧道施工会对周围土体产生扰动,进而引起地面沉降,导致邻近建筑物倾斜、开裂乃至坍塌等一系列问题. 对于如杭州这样的建筑方位不规整城市,在地铁施工中经常会遇到隧道以一定角度从建筑物下方或邻近穿越的工况,将引起建筑物的永久性扭曲变形[1] ,产生较大危害. 本文采用三维MIDAS/GTS软件,模拟盾构隧道以0°、22.5 °、45 °、67.5 °、90 °穿越引起的建筑物附加沉降及墙体受力,分析盾构不同角度穿越砌体结构房屋规律.     

浅埋暗挖法对地表建筑物的影响研究

为研究浅埋暗挖法地铁隧道施工对地面密集建筑物的影响规律,对地铁施工工程某区段建筑物沉降进行实地观测,并运用三维显式有限差分软件FLAC3D,建立地铁隧道和城市建筑物的数值模型,对比分析典型施工过程对建筑物沉降的影响,发现建筑物沉降规律的数值模拟结果与观测数据基本相符;沉降倾斜变形低于允许值,满足要求;建筑物距离隧道轴线越近倾斜及不均匀沉降越严重,且沉降值随荷载增大而增加,施工工艺水平、基础形式、结构形式及地质水文的差异性对不均匀沉降的影响,建议该工程应用沉降规律分析在数值模拟结果的基础上乘以1.2~1.3的系数。     

地铁盾构隧道穿越桩基建筑物的安全，陛分析

在地铁建设过程中,不可避免地会对周边环境产生影响。特别是当地铁区间盾构隧道上部存在既有建筑物时,必须考虑盾构隧道施工对上部建筑物的影响,包括地表沉降、桩基承栽性状的改变等。本文以地铁盾构穿越某九层住宅楼安全性评估为例,利用工程分析方法和有限元分析法,针对隧道盾构施工通过该住宅楼时,桩体的承载力和竖直位移、水平位移以及地表的沉降进行分析,探讨盾构截桩施工的安全性。     

3栋相邻高层建筑上部结构-基础-地基相互作用研究

在同一场地地基上建设多栋高层建筑，应考虑建筑与地基之间的相互影响。利用数值计算方法模拟从基坑开挖到3栋建筑依次建立的整个过程，分析桩筏基础的变形和受力特性以及新建建筑与已建建筑的相互影响等。研究结果表明：已建建筑桩的轴力分布随新建建筑荷载的增加趋于均匀，而其最大值则逐渐减小；基坑开挖的卸荷作用使得基坑开挖面一定范围内应力有所减小；由于附加应力的扩散作用，使新建建筑的基础沉降最大值位置、桩的轴力最大值位置、筏板高应力区域均有向已有建筑物方向偏移的趋势。此外，基坑开挖后，已有建筑物的筏板沉降分布向基坑开挖方向有移动，并产生较明显的附加沉降，并且各种建筑荷载的相互叠加，最终会使基础周边的地面产生一定沉降。     

基坑施工邻域隧道围土应力路径演变规律研究

为研究基坑开挖过程中邻域既有隧道周围土体应力路径演变规律,采用Mindlin经典理论,求解基坑底部和四周侧壁卸荷效应在隧道围土各点引起的附加应力场,并与初始应力场相叠加可得各点的现有应力场与应力路径,选用Mohr-Coulomb强度准则作为土体破坏控制标准以判断隧道围土各方向土体安全度。研究表明 :(1)随基坑开挖深度增加,隧道围土各点应力路径呈现靠近主应力破坏线K_f的演变趋势,其中隧道顶部与靠近基坑侧土体处于易破坏状态,隧道底部与远离基坑侧土体处于较安全状态。(2)沿隧道轴向,基坑开挖对邻域既有隧道围土应力场影响以一倍、二倍基坑开挖宽度为界线。一倍基坑宽度内为强影响区,一倍至二倍基坑开挖宽度内为过渡区,二倍基坑宽度外为弱影响区。(3)基坑与隧道净距越大,基坑开挖对隧道顶部和靠近基坑侧土体应力路径影响越小,该方向计算点处土体应力路径演变规律越趋于相似和稳定。     

地铁隧道明挖法施工基坑支护稳定性研究

地铁明挖法施工有时不可避免的要以较近的距离从高楼大厦的地基临域内穿过,这将增大明挖法设计和施工的难度,因此基坑支护成为地铁隧道建设中的工程难题之一。文章以北京地铁十号线区间明挖法施工段为工程背景,采用FLAC3D数值分析软件模拟地铁隧道基坑开挖的各施工步序,分析了围护结构和基坑周边地表的变形规律以及围护桩参数(桩长、桩径)的变化对基坑稳定性的影响,最后就模拟结果与实测数据进行了对比研究。研究为北京地铁十号线明挖法设计和施工提供了科学依据,对于其他同类工程研究也具有一定的借鉴意义。     

高层建筑下大面积整体筏板基础沉降原位测试分析

原位测试结果表明, 大底盘高层建筑的受力状态及变形特征与相连的第一跨裙房基础密切相关,其具备在两个刚度及荷载相差较大的结构形式下所形成的不同地基应力状态之间进行平缓调整的能力。 对于常规工程而言,大底盘高层建筑下 地基压缩层计算深度可取高层建筑基础宽度的 1.2 倍; 整体大面积筏板基础变形控制条件可按以下限值控制：高层下整体挠曲最大限值不超过 0.5‰ ,与高层整体连接的第一跨裙房与高层建筑的沉降差最大限值不超过 0.001 l ,裙房其它柱间沉降差最大限值不超过 0.002 l 。     

浅埋暗挖隧道近距施工引起的上覆地铁结构变形分析

 北京地铁4号线宣武门站分离式双洞隧道近距离垂直下穿既有2号线地铁车站。从整体变形和单个块体位移2个角度对既有车站实测位移进行分析,得出浅埋暗挖隧道近接施工分步开挖过程中上覆地铁结构的变形规律：(1) 既有地下结构整体沉降符合Peck曲线变形规律,而2个变形缝之间的块体结构位移则以转动为主,呈现刚体运动特征;(2) Peck公式拟合得到的地层损失率为0.118%～0.187%,其大小与既有地下结构是否存在、开挖断面大小无明显联系,而与新建隧道支护体系架设时机及刚度密切相关;(3) 拟合得到沉降槽宽度系数为2.44～3.87,为相同埋深天然地层的1.05～1.62倍,沉降槽宽度系数与支护体系刚度无关,而与工前地层加固、既有地下结构的存在有关,且其大小与开挖面积基本呈线性关系。研究结果可为类似工程提供借鉴及参考。     

Damage zones induced by in situ stress unloading during excavation of diversion tunnels for the Jinping II hydropower project

Bulletin of Engineering Geology and the Environment - During the excavation of deep tunnels with high in situ stress, the stress unloading path caused by the rock mass excavation has important...     

既有地下结构受下穿施工影响的力学响应与安全控制研究

北京地区下穿工程中,新建隧道断面及施工方法种类众多、地层条件复杂、既有结构形式多样,有极其复杂的组合关系,目前尚无对既有结构力学响应的系统分析。通过北京地区13个下穿工程案例,总结了新建隧道结构形式及施工措施,明确既有地下结构变形特点,采用两阶段法分析及预测了各因素影响下既有地下结构的力学响应。研究表明:(1)新建隧道包括市政管道、地铁区间及车站,常见的施工方法有多导洞法、台阶法,洞桩托换法和中洞法,新建隧道开挖面积与施工方法有较明确的对应关系。(2)既有地下结构实测最大沉降概率分布符合数学期望4.89,方差16.4的正态分布。其中,新建市政管道、地铁区间和地铁车站下穿施工引起的既有地下结构平均最大沉降分别为2.56,3.82,11.07 mm。(3)根据新旧隧道空间位置关系的不同,穿越工程可分为7种组合,其中,既有地下结构力学响应有V,U,W 3种模式。(4)严格控制新建隧道开挖面积,不留或少留间隔土,尽可能选择W型穿越模式,以此减小对既有地下结构的扰动。     

近距巷道平行开挖合理错距研究

矿井下运输巷道是矿业生产的重要通道。文中针对极松软地层近距双水平巷道掘进问题,以内蒙古上海庙矿区为工程背景,依据工程区地应力场的实测结果及岩石力学实验参数,运用FLAC^3D三维数值分析计算软件对开拓巷道的合理错距进行了数值模拟研究。通过分析巷道周边应力分布、塑性区变化、位移速率矢量场方向变化以及监测位移数据变化,研究了巷道在分步开挖过程中,不同的开挖错距对已开拓巷道监测端面的影响。结果表明在极松软地质条件下,巷道围岩周边高应力区分布范围较大,新开拓的巷道会对相邻已开拓巷道周边的应力、塑性破坏区及位移速率矢量场产生影响,双近距水平巷道合理开拓错距宜保持在50 m以上。     

偏压连拱隧道施工数值模拟及方案比选

对在建的西安—汉中高速公路上的皇冠偏压连拱隧道进行二维有限元数值模拟分析,从应力、应变角度对比分析了先开挖浅埋侧和先开挖深埋侧两种不同开挖顺序对隧道围岩、初期支护、二次衬砌及中隔墙的影响,为偏压连拱隧道的设计和施工提供了科学依据及技术指导。     

Tunnelling in a complex rock mass: Experience from Vietas, Swedish Lapland

The headrace tunnels 2 and 3 at the Vietas hydro power station, Swedish Lapland, penetrate the lower nappes of the Scandinavian Caledonides as well as the Precambrian basement. Various geological features have influenced the alignment and the excavation and also have partially determined the shape of the tunnels. High rock stress effects have occurred and stress measurements have been carried out in both tunnels. The relationshio between the geological structures and the state of stress indicates that the stress is of tectonic origin and that it has been induced by forces that are still active.