海底隧道突水分析及其在翔安隧道中的应用

基于岩体极限平衡理论,分别对海底隧道正常地质段和断层处的突水机理进行了力学分析,给出了隧道突水的临界水压力公式．以翔安隧道2个风化深槽及2个断面为例进行了突水风险计算预测．分析表明:正常地质段,隧道突水临界水压力随着隧道半径的增大而减小,随着围岩的单轴抗压强度的增大而增大,随着隧道埋深的增大而增大;断层处,当破碎带倾角大于或等于围岩内摩擦角时,存在突水的可能,且破碎带倾角愈大、内摩擦角愈小,突水的可能性就愈大．     

基坑工程装配式钢管混凝土内支撑体系设计方法

为了解决常用基坑内支撑刚度不足、拆装不便等问题,针对明挖地铁车站基坑工程特点提出装配式钢管混凝土内支撑体系,包括标准直撑、短接直撑及连接节点等。根据该支撑体系受力和结构特点,推导了各组成部分的内力计算公式;依据钢管混凝土规范和压杆稳定欧拉公式,建立了钢管混凝土支撑、围檩等部件的承载力计算方法;通过混凝土材料的配合比设计及工作、物理、力学性能检测试验,配制出了具有轻质、微膨胀和自密实性能的CL50高强混凝土作为钢管混凝土内支撑的填充材料;以北京地铁某车站基坑工程设计资料为依据,对其标准段进行了详细的支撑体系设计,并对基坑变形、稳定性和支撑受力进行了验算。研究结果表明：所提出的内支撑体系设计计算方法合理可靠,所设计的装配式钢管混凝土内支撑体系能满足该基坑工程内支撑体系受力和基坑稳定的要求。     

基于有限元分析的基坑工程钢支撑活络端偏心受压性能研究

为研究基坑工程钢支撑体系中活络端的偏心受压性能,建立有限元模型,经试验结果验证后,开展一系列的数值模拟,系统研究偏心距、试件的关键参数等对活络端在偏心荷载作用下的轴向承载性能和抗弯性能的影响。结果表明,活络端的偏心距不应超出箱型体外边缘;箱型体间的缀板能够有效提升活络端的抗弯性能;活络端承载性能和抗弯性能随钢楔长度、钢楔宽度、钢板厚度和箱型体长度的增加而提高;且改变钢板厚度能明显改善活络端的承载性能和抗弯性能。     

统计过程控制在地铁穿越工程沉降监测分析中的应用

通过引入统计过程控制(statistical process control,SPC),建立考虑过程动态随机性的沉降监测分析方法。该方法利用统计控制图分析隧道施工引起的沉降变化是否处于稳定受控,利用过程能力指数分析沉降量大小是否满足标准要求,然后根据二者共同进行工程决策。利用所建议的方法对北京地铁8号线下穿京津城际铁路的沉降变形进行分析,从而验证该方法的可行性与优势。与传统的沉降监测分析方法相比,此方法具有如下优势:首先,SPC是对沉降演化过程动态随机性的合理分析;其次,SPC对沉降监测数据演化特性的分析更为科学;最后,SPC可以根据数据分析结果提出明确合理的工程决策措施。     

基坑工程内支撑抱箍式活络头力学性能试验研究

为了改进现有基坑工程钢支撑活络头的受力方式,以进一步提高基坑工程内支撑体系的安全性和稳定性,设计研发了新型基坑工程内支撑抱箍式活络头,通过室内轴压试验,研究了不同试件的力学性能。试验结果表明：抱箍式活络头整体刚度高于单缸千斤顶支顶活络头;在相同荷载下,单缸千斤顶支顶活络头位移较大;在正常使用状态下,试件可重复使用;在达到极限承载力时,抱箍式活络头发生微小脆性滑移破坏,滑移之后可继续承载;由于底部螺栓的夹持作用,抱箍式活络头调节长度短时,即接触面积大时,承载力反而减小;在轴向压力作用下,抱箍式活络头螺栓预拉力基本不变。     

复合土钉支护面层设计分析方法研究

面层是复合土钉支护系统中重要的组成部分,且承受边坡水土压力、土钉拉力等荷载是施工中面层设计的必要环节。为了对面层进行合理设计,利用弹性地基梁理论建立了面层的无限长弹性地基梁计算模型,对土钉与水泥土搅拌桩联合支护型式中的面层进行了受力分析。为了简化计算,研究提出了机动位移分析方法来计算竖直方向面层的内力,推导出了面层在不同受力情况下的内力计算公式,并通过实例对面层进行了强度验算和设计。结果表明:在一定条件下,竖直方向面层的内力是设计的主要控制因素,横截面的水泥土抗拉强度可用来控制截面强度;用机动位移分析方法和根据外力情况计算得出的外力矩比较接近,证明将机动位移分析方法用于面层的内力分析中是可行的。     

厦门海底隧道明洞回填前后结构安全性分析

为分析评价厦门海底隧道明洞修筑后地基承载力不足引起的结构安全性问题,建立荷载-结构模型,采用ANSYS结构分析软件对回填前后明洞结构变形、受力和安全性进行分析和评估,给出了结构安全系数.明洞结构在回填前是安全的;回填之后,在回填土自重荷载作用下结构安全性不够,回填前应进行地基加固.     

土钉支护工作性能参数分析

采用三维分离式有限元模型 ,考虑土钉的加固作用及土钉与土体的相互作用 ,模拟土钉支护施工过程。选择能够反映开挖特点的土的本构关系 ,从而建立有限元分析方法 ,并通过编程计算研究土钉支护的工作机理、变形和受力性能 ,分析支护参数的影响。通过对一个大型足尺模型试验实例的分析计算 ,与实测结果和现有有限元分析结果进行比较分析 ,说明对二维有限元分析结果的改进。研究结论对土钉支护的设计和施工具有较高的应用价值。     

永久性土钉支护工程及其耐久性设计

拟通过对永久性土钉支护工程及其耐久性设计的研究,为该技术更为广泛地应用提供依据．对国内外永久性土钉支护的研究与应用进行了较为全面的概括,提出加大土钉钢筋截面、在钢筋表面上涂锌或涂环氧、保证水泥砂浆保护层厚度或采用封套防止土钉生锈．在喷射混凝土中加入微纤维,能有效地提高混凝土基体的抗渗性能,延长混凝土的使用寿命．并给出了若干永久性土钉支护工程实例．土钉支护作为一种性能可靠的永久性挡十结构,可以节约材料,减少工程量．     

基坑工程首道内支撑采用P-CFST的工程实例研究

针对北京地铁17号线某盾构竖井基坑工程开挖深度大、作业空间小的难点,围护结构首道支撑位置采用新型装配式钢管混凝土（简称P-CFST）支撑结构,扩大了支撑间距,便于基坑开挖、出土和支撑架设作业. 利用ABAQUS软件建立三维有限元模型,开展基坑开挖全过程数值模拟. 在工程实施过程中,对支撑轴力、围护桩水平位移、桩顶水平位移和地表沉降进行系统监测,保证了P-CFST支撑和钢支撑组合支护下的基坑施工安全,研究盾构竖井围护结构变形的空间效应、地表沉降曲面形态、不同位置处的支撑轴力关系等. 由模拟和监测结果的分析表明：围护桩同一深度上变形呈现抛物线形状或“盆形”,空间效应对盾构井围护结构变形的影响主要发生在距离基坑阴角小于8 m的范围内;基坑附近地表沉降等值线形状经过“圆弧形”-“陀螺形”-“梯形”变化,最大地表沉降位置经历由近及远、再向基坑靠近的移动过程;首道P-CFST支撑轴力对地层开挖、支撑架设等工况的影响更加敏感,大于架设深度更大的2、4道钢支撑轴力. 盾构竖井基坑工程内撑式围护结构首道支撑选用高刚度、高承载力的P-CFST内支撑,扩大了设计间距,围护结构和周围地层变形得到了有效控制.