基于密集分布式光纤光栅感测技术的基坑底部隆起研究

依托上海地铁轨道交通某地铁站工程,采用密集分布式光纤光栅感测技术(FBG)对深基坑开挖中坑内土体隆起、基坑上部结构沉降和中心立柱桩变形问题进行了研究,建立了基坑隆起剖面的光纤监测系统,获得基坑底部土体多场多参量随时空的变化。监测结果表明:FBG监测技术可以实现基坑开挖全过程的监测,能够获取从下到上不同深度处的土体的隆起量。基坑在开挖后,由于卸荷与土体的应力释放,底部土体的隆起会呈现中间大两侧小的现象,上部结构监测中也验证了这一点,布设在混泥土支撑上与中心立柱同一竖直方向的静力水准相较于两侧的静力水准产生了相对的隆起量。研究成果为实现基坑隆起的智能监测提供了技术支持,为基坑开挖的安全评价提供了参考依据。     

苏州第四纪沉积物物理性质与地面沉降生命过程分析

地面沉降是苏州地区当前面临的最大地质灾害,影响了该地区经济的发展。在苏州盛泽200 m钻孔岩芯分析的基础上,对苏州沉降区第四纪地层进行了含水层组划分,共分成3个承压含水层组,并精细化地绘制出了钻孔岩芯柱状图;在大量土样土工试验和宏-微观结构分析的基础上,掌握了200 m钻孔土样的物理性质和结构随深度的变化规律,详细分析了黏土层压缩变形、微观结构与地面沉降的关系;最后,根据各土层沉积物的平均孔隙比指标,提出了用孔隙比率指标E_cl和E_sa来评价土层压缩潜力的方法。研究结果表明：随着深度的增加,土层含水率、孔隙比和压缩性变小,微观结构颗粒定向性越明显;第Ⅰ、Ⅱ承压含水层隔水顶板压缩潜力>第Ⅲ承压含水层隔水顶板>第Ⅲ承压含水层顶部及底部弱透水层;第Ⅱ承压含水砂层压缩潜力较大,而第Ⅲ承压含水砂层的固结压密已趋稳定。研究成果对于掌握苏州沉降区第四纪地层地面沉降的发生发展机理和生命过程的评价具有重要意义。     

基坑坑底隔渗体局部缺陷下渗流量计算及敏感性分析

基坑开挖过程中采用坑底旋喷隔渗体加固是降低地下水渗流对基坑影响的重要手段。一旦隔渗体出现局部缺陷,地下水将涌入基坑,影响施工,甚至会诱发突涌事故,威胁施工安全。针对矩形基坑坑底隔渗体出现局部缺陷的情况,建立了简化的坑底隔渗体缺陷渗水量计算模型,导出了渗流量计算公式;应用GeoStudio有限元软件对坑底隔渗体局部缺陷下的基坑渗流场进行了数值模拟,并与理论计算结果进行了对比分析,探讨了公式的适用条件。结果表明：隔渗体缺陷抗渗系数δ(原状土与缺陷处的渗透系数之比)是影响公式准确性的主要因素,随着δ的增大,公式计算值与模拟值之间的相对误差呈减小趋势,当δ≥20时,计算值与模拟值基本吻合,隔渗体底部水头差异对渗流量影响较小;δ<20时公式计算值误差偏大,通过经验方法对理论公式进行修正后得到半理论半经验公式,能够较好地降低因隔渗体底部水头差异引起的渗流量计算误差。研究结果对于基坑坑底涌水量计算以及隔渗体质量分析等有一定的参考价值。     

基于光纤感测技术的盐城陈家港地面沉降精细化过程研究

大量开采地下水引发的地面沉降破坏建筑物和生产设施,对人类生活、生产经济产生了巨大的影响.结合准分布式和全分布式光纤监测技术,对盐城市陈家港一个350 m深钻孔进行了两年半的监测,分析了该区域地下含水层水位变动情况及受水位变动影响的地下土层变形特征.监测结果表明:陈家港地层应变变化较为明显的是地表至地下25 m范围内,其...     

贴附型局域共振声子晶体双层板的带隙特性

针对板面之间周期性贴附柱状散射体的局域共振声子晶体双层板结构,采用有限元法计算了该结构能带结构、特征模态所对应的位移场以及相应有限周期双层板结构的传输曲线,对其展现出的带隙特性进行了研究。数值结果和分析表明,当激励点和响应点位于上下异侧板时,一条起始频率低并且带隙宽的完全带隙可以被打开。该带隙的打开可以认为是共振单元的振动模态和上下板的板振动模态相互耦合作用的结果。同时,由双板间空气声腔所带来的声振耦合效应对带隙的影响可以忽略不计。此外,双层板结构展现出许多相应单板结构共同的带隙特性,但其拥有单板所无法比拟的宽带隙特性。通过改变结构相关参数,可以实现对带隙的有效调节。     

排灌水条件下砂黏土层变形响应模型箱试验

地面沉降区野外钻孔土层应变监测数据表明,含水砂层上方的黏土层存在着明显的压应变。为研究这一现象,建立了砂黏互层小型模型箱,沿土层竖直方向埋设分布式应变监测光纤,水位管和沉降标。开展了3次排灌水循环试验,并监测土层在竖直方向上的应变,水位高度和沉降量的变化。试验结果表明:在3次排灌水循环中,土体渗透率减小,土体被压密;黏土层存在水压变化的滞后现象;排水过程中,黏土层中的孔隙水出现负压,相应区域也出现显著的压应变。结合前人研究,分析讨论了钻孔应变数据与模型箱试验结果,得出结论:砂层排水后,黏土层释水和补给不平衡,导致负压的出现,并在黏土层中产生额外的有效应力和压缩变形。在地下水位波动时,这种效应可能会导致砂层上方的黏土层被持续缓慢压缩。     

克泥效工法对盾构隧道地表变形的作用规律研究

软土地区盾构施工面临着严峻的地表变形问题,克泥效工法辅助盾构施工是缓解地表变形的重要控制措施。为探究克泥效工法对盾构隧道地表变形的影响规律,依托苏州轨道交通11号线玉-珠区间盾构工程,首先开展克泥效浆液压缩试验,得到浆液压缩变形规律;然后建立克泥效工法下盾构隧道双等代层有限元模型,模拟研究克泥效注浆工法对地表变形的影响规律。研究表明：克泥效浆液的压缩变形曲线近似符合线性关系,克泥效浆液性能受B液添加率影响明显,当B液添加率为4%时,克泥效浆液抵抗变形能力最强;建立的双等代层模型能够模拟克泥效工法对盾构隧道地表变形的影响特征,克泥效工法辅助盾构可减少约78%的地表最大沉降量;克泥效浆液填充率对地表沉降影响显著,填充率约150%时,对地表沉降的控制效果相对最好。研究结果可为克泥效工法在类似盾构隧道工程中的应用提供参考。