高速公路拼接段沉降变形特性及地基处理研究

为了提高高速公路改扩建项目的设计水平,依托某高速公路项目,利用有限元软件ANSYS建立平面计算模型,探讨了填土高度、加宽宽度、土基压缩模量等参数对路基表面各监测点沉降的影响及新旧路基不均匀沉降变化趋势;对水泥搅拌桩和挤密碎石桩两种地基处理方案开展技术性、经济性比选。研究成果表明:高速公路拼接段的路基不均匀沉降随填土高度和加宽宽度的增加而增加,随土基压缩模量的提高而降低,且水泥搅拌桩处理地基的性价比更好。

盾构下穿高速铁路隧道沉降变形控制标准研究

针对新建盾构下穿高速铁路隧道变形控制难的问题,以石家庄地铁4、5号线以及北京地铁8号线等3个典型的穿越高铁工程为依托,研究下穿高铁隧道沉降变形控制标准.首先,利用有限元软件Midas GTS NX构建精细化的无砟轨道-隧道三维有限元模型,计算盾构下穿整体现浇隧道、盾构法隧道及U型槽段引起的不同沉降工况下的结构内力值,得出满足裂缝宽度限值的结构允许变形值,并且计算了满足规范限值要求的CRTSⅡ型和CRTSⅢ型轨道结构的允许变形值.然后,利用Abaqus软件构建车轨耦合动力模型,计算不同列车速度和沉降工况下车辆的安全性和舒适性指标,得出轨道高低不平顺允许值.最后,汇总各结构的允许变形值,给出结构沉降变形控制标准.研究结果表明:从结构裂缝宽度限值、轨道10 m弦长高低偏差限值和动力学最敏感指标限值方面计算的既有结构允许变形值能够作为盾构下穿高铁隧道沉降变形的控制标准,可作为现行规范的支撑与补充.研究成果可为类似风险大、要求较严的高速铁路穿越工程项目提供隧道及轨道变形控制值参考.

基于改进最小二乘支持向量机组合模型的深基坑沉降变形预测

为了提高深基坑沉降变形预测精度,及时为深基坑支护施工提供指导,提出一种改进最小二乘支持向量机组合模型;通过引入自适应噪声完备集合经验模态分解方法分解原始深基坑沉降变形数据,并结合粒子群优化算法和遗传算法对最小二乘支持向量机进行参数寻优,对分解的数据分别训练、预测后再叠加,得到最终预测结果;应用所提出模型对济南市某深基坑的累积沉降量进行预测,同时与其他模型对比,验证所提出模型的实用性和优越性。结果表明:所提出模型预测深基坑累积沉降量的平均相对误差为0.035%,均方误差为0.0809 mm^(2),均方根误差为0.2838 mm,所提出模型的准确性远优于其他模型的;自适应噪声完备集合经验模态分解方法的引入更有利于在深基坑沉降变形预测方面发挥最小二乘支持向量机的优势。

清远地区高填方路基的固结沉降变形规律研究

依托广东省清远市某高速公路高填方项目,采用数值模拟与现场监测手段,对高填方路基的固结沉降变形规律和超静孔隙水压力的变化过程进行了研究,提出了通过减小填筑速度来减小工后沉降量的方法,对类似地质条件下高填方工程的设计与施工提供参考与借鉴。

膨胀土高填方渠堤沉降变形特征研究

南水北调中线工程膨胀土高填方渠堤的工后稳定性是各方关注的焦点,如果渠堤工后沉降大,易导致衬砌面板结构内力变化,影响渠道的运行安全。针对南水北调中线某膨胀土高填方渠堤工后沉降明显的问题,通过该段渠堤现场表面变形、内部变形、地下水位和降雨量监测数据的分析,对其沉降变形特征进行了研究。结果表明:高填方渠堤中渠基膨胀土的垂直表面位移受降雨影响显著,其导致高填方渠堤沉降变形随时间的变化可分为缓降段、陡降段、回弹-稳定-陡降段和回弹段4个阶段;填方高度对渠堤的表面变形和内部变形均存在显著影响,渠堤沉降量随着填方高度的减小而逐渐减小,同时,渠堤内部变形主要集中在孔口以下6~7 m的深度范围内,且指向渠外方向累计水平位移量较大于指向渠内方向的累计水平位移量;结合测压管水位、垂直位移测点及降雨量的变化规律,得到了该段渠基土的表面变形与测压管水位存在较强的相关性,地下水位变化是导致区域地表变形的主要因素。研究成果对膨胀土高填方渠堤工后沉降防治具有科学的参考意义。

深基坑降水方案设计及沉降变形规律分析

为确保基坑施工安全,文中结合基坑工程基本信息,先进行降水方案设计,并以基坑沉降变形监测结果为基础,通过变形预测手段掌握沉降变形规律。分析结果表明,开展基坑降水方案设计是十分必要的,结合工程实际,将降水措施设计为轻型井点降水,应确保降水后的水位低于设计坑底标高1 m。依据后期水位监测成果,文中得出降水后水位相对设计水位的波动范围为-0.154~0.328 m,满足规范要求。同时,经变形预测,基坑沉降变形具有明显收敛趋势,且最终沉降预测值介于18.34~21.25 mm,在变形控制值范围内,说明基坑沉降变形控制较好,为类似工程积累了经验。

近运营线高铁站房施工沉降变形智能监测研究

高速铁路运营环境安全、可靠是列车高效运行的前提。以海南环岛高铁某邻近运营线路站房工程为研究对象,通过变形监测系统选型研究,确定采用基于静力水准仪的自动化智能监测系统,在高铁站房施工阶段进行施工区域以及站台和线路沉降变形监测。全过程、全时段的智能监测相较人工监测,可即时采集多种监测项目数据,并同步分析处理、及时预警。静态液位系统的实时高精度测量,为邻近高速运营线的运行安全提供重要保证。研究结果可为类似站台限界工程提供技术参考。

黄土隧道下穿地表既有建筑物沉降变形控制研究

黄土隧道在施工过程中容易出现较大变形,尤其当黄土隧道下穿地表既有建筑物时,暗挖施工必然会引起地表建筑物的沉降或变形。依托西延高铁赵家塬隧道下穿创新创业基地办公楼工程,运用有限元软件Midas-GTS进行数值模拟,分析隧道开挖、支护过程对办公楼沉降变形的影响。研究表明:在开挖面接近办公楼正下方时,办公楼沉降变形速率逐渐增大;在开挖面到达办公楼正下方时沉降变形速率达到最大,办公楼沉降值约占总沉降值的70%;在隧道穿过办公楼之后,办公楼沉降速率逐渐减小并趋于收敛。与洞内支护结构变形情况对比,办公楼的最大沉降值更接近相应的规范控制标准值,在施工中应加强对办公楼沉降变形的监控量测。

盾构下穿引起的既有隧道沉降变形研究

新建盾构隧道下穿会对既有隧道周围土体产生扰动,导致既有隧道产生较大的沉降变形.针对该工况,基于两阶段分析法,提出一种理论解析方法,以预测新建盾构隧道下穿引起的既有隧道的沉降变形.利用简化的随机介质理论,求解新建隧道开挖引起的土体自由沉降,并将该沉降施加于既有隧道之上.将既有隧道简化为Timoshenko梁模型,利用Vlazov地基模型模拟隧道-土的相互作用,构建盾构下穿作用下既有隧道的沉降变形微分方程.利用有限差分法对沉降变形微分方程进行求解,得到既有隧道在盾构下穿作用下产生的沉降变形解答.结合两个工程案例,将理论解析结果与实测数据进行对比,验证了所提出的理论解析方法的合理性.对影响既有隧道沉降变形的三个关键参数进行分析,结果表明:既有隧道最大沉降与地层损失率之间呈线性关系,地层损失率越大沉降也越大;随着隧道夹角的减小,既有隧道的变形范围显著增大;增大新旧隧道轴线距离,能够显著减小隧道沉降.

隧道浅埋段的地表沉降变形规律研究

为了分析隧道浅埋段的地表沉降变形规律,文中以某高速公路隧道为例,对隧道浅埋段的地表纵向及横向沉降量以及沉降量变化速率曲线进行研究。结果表明,随着掌子面距断面距离的增加,A1监测点位置的地表沉降量基本维持在67 mm, A3、A5、A7监测点位置的地表累计沉降量表现为先快速下降后缓慢下降的变化规律。所有监测断面的地表沉降量分布曲线表现为凸谷的形状,越靠近隧道中心轴线位置,沉降量越大;距离洞口越远,地表沉降量越小。沉降速率值以隧道轴线对称,越靠近隧道轴线的沉降量变化速率越低;随着开挖的推进,且距离洞口越近,沉降量变化速率不断减小。

基于无人机测绘技术的高层建筑地基沉降变形灰线性预测方法

常规地基沉降变形预测方法在建立预测模型时,忽略了观测数据列的随机性影响,降低模型收敛速度,导致预测准确度较低,因此,提出基于无人机测绘技术的高层建筑地基沉降变形灰线性预测方法。利用无人机测绘技术采集地基平面图数据并配准,校正偏移图像,在此基础上利用灰色理论构建预测模型,通过累加观测数据,强化数据内在规律,淡化观测数据列的随机性影响,加快模型收敛速度,并通过沉降变形数值拟合曲线实现地基沉降变形预测。结果证明:所提方法对于预测地基沉降变形得到的预测准确度较高。

填土高度对冻融区填石通风路基沉降变形的影响分析

本文针对新藏公路高海拔冻融区填石通风路基不均匀沉降病害频发问题,充分考虑该地区气温、太阳辐射、风速以及“阴阳坡”等边界条件,建立热-力耦合有限元数值模型,研究了填土高度分别为0.5、1.5、3.5 m时,填石通风路基的沉降特性。结果表明:冻融区道路不同位置温度场存在较大差异,阳坡侧温度全年最高,温度远高于其他位置,天然地面与阴坡侧温度较低。提高填石通风路基上侧填土高度能够改善道路前期沉降问题,如3.5 m填土高的路基沉降差仅为0.5 m填土高的1/3倍,对应的横向沉降差仅为1.16 m,但过高的填土由于“阴阳坡”效应易导致路基产生较大的不均匀沉降。

管幕法连拱隧道下穿高速公路路基段沉降变形规律分析

依托某下穿高速公路匝道路基段隧道工程,简要介绍了管幕法连拱隧道设计施工方案,建立数值模型对管幕法连拱隧道下穿高速公路路基段沉降变形进行动态模拟,得到了路基段沉降变形规律曲线,并与现场监控量测数据对比,分析了下穿高速公路路基段沉降变形规律。结果表明:1)各监测点连成的路基沉降变形规律曲线为“U”型曲线,沉降大值分布在隧道与匝道相交区域内;2)路基沉降变形值随着隧道开挖进尺的增大而增大,位于隧道与匝道相交区域内的匝道沉降变形速率最大,距离隧道越远,匝道沉降变形速率越小;3)隧道与匝道夹角越小,路基沉降相应的影响范围越大;4)根据数值模拟计算结果和实测匝道沉降实测值分析得知,管幕法连拱隧道下穿匝道路基引起沉降数值不超过10 mm,沉降得到有效控制,对高速公路影响较小。

软土地基上高填路堤沉降变形与稳定性模拟试验研究

为研究软土地基高填路堤沉降变形与稳定性,采用Optum G2软件模拟了软土地基高填路堤动态填筑过程,得出短期与长期工况下高填路堤的沉降变形特征,并用强度折减法计算出短期与长期工况下高填路堤的安全系数。研究表明:软土地基高填路堤沉降值与填筑高度呈正相关,且短期与长期工况的沉降变形呈现“U”字形状;随着填筑高度的增加,长期工况的高填路堤安全系数将降低,但对于短期工况的高填路堤,其安全系数将增大;随着填筑高度的增加,铺设土工格栅后,短期与长期的高填路堤安全系数均增加。以上研究成果对软土地基高填路堤工程的设计、施工和维护均具有重要的借鉴意义。

京滨铁路沉降变形监测及其预测模型构建

沉降变形会导致铁路运营安全性下降。通过沉降变形监测,可及时发现并解决潜在的安全隐患,保障铁路安全。对此,以京滨铁路沉降为例,研究其变形监测及其预测模型构建方法。将沉降观测桩作为监测设备,按沉降观测频次设置数据采集方案,采集监测点的沉降数据。以该数据为基础,采用曲线回归法构建预测模型,实现沉降预测。结果表明:预测总沉降变形值为-1.78 mm~1.97 mm;DK144+921断面测点不稳定;DK145+068、DK143+874测点连续下沉;其余测点稳定,在设计允许范围内。与基于IPSO-SVR的预测方法和基于WT-RF的预测方法相比,该研究法的均方根误差(RMSE)相对比更小,说明该法预测准确度更高。

矿山副井沉降变形监测技术的应用研究

某煤矿开采5 a后,受煤层厚度、煤层埋深、开采方法和覆岩特性等多种原因影响,副井出现地表及岩层移动。基于此,设计地表变形及沉降观测方案,对副井地面沉降和变形进行监测分析。结果表明:井壁主应力最大值为7.97 MPa,井壁状态安全,地面沉降的速率和数值与距井口距离呈正相关性。

铁路桥梁沉降变形控制技术

在铁路建设中,如何有效地控制桥梁的沉降变形,不仅关系到桥梁的承载力,而且关系到通车后的高平顺性。通过对合肥-福州线安徽段铁路工程沉降与变形的监测与控制,对设计和施工的合理性进行了论证,并给出相应的建议,可供同类项目施工参考。

电力管线顶管施工上方道路沉降变形预测分析

为了判断顶管施工方案的可行性,以北京市某电力管线顶管施工下穿北辰东路为例,根据设计及施工方案,采用数值模拟的方法定量预测并分析管线施工过程中上方道路结构的沉降变形情况。结果表明:该工程管线埋深较深,在管线覆土大于三倍管径情况下,管线下穿施工对上部道路结构影响较小;而竖井占路施工且开挖较深,对道路结构变形影响相对较大,但总体施工影响有限。

基于概率积分法理论模型的累积不接顶充填效应沉降变形预测

金属矿山地下开采后所形成的采空区会导致地表出现变形。通过对传统概率积分法进行优化,提出一种适用于充填采矿法的改进概率积分法。采用该方法对白象山铁矿西部厚大矿体应用充填不接顶累积效应的4种不同采矿方法所导致的地表变形量进行了预测,并分析了变形对地表建(构)筑物的影响。结果表明,西部厚大矿体地表最大下沉值范围为64.4~294.2 mm,最大水平移动值为19.3~88.3 mm,最大倾斜值为0.5~2.4 mm/m,最大曲率值均不高于3×10^(-5)/m,最大水平变形值均不高于1.1 mm/m。各采矿方法引起的变形量均不会超出规范对地表建构筑物的要求。研究结果为该矿山采矿方法的选择和优化提供了理论支撑。

梅山水库连拱坝2000—2022年沉降变形分析

通过对2000—2022年共23年来梅山水库连拱坝的沉降观测数据分析得出,连拱坝的沉降变形量整体呈中间段大、两端小的特点;沉降变形呈年周期性变化特征,夏季呈上升,冬季呈下沉,沉降变形整体已稳定,未发生极值异常增大情形。通过对沉降与气温和水位的相关性分析,沉降与气温相关系数为-0.879~-0.946,呈强负相关,温度越高,向上变形越大;主要原因是河床段连拱坝较高,混凝土随着温度升高,膨胀变形量相对较大。沉降与水位相关系数为0.05~0.195,呈弱相关,水位对沉降的影响较小。