考虑时空效应的杭州软黏土超深基坑地表沉降分析方法

利用PLAXIS 3D软件和软土蠕变模型,建立杭州中心项目超深基坑群B2基坑的三维数值模型,深入分析了时空因素对坑外地表沉降的影响.引入互补误差函数和三折线模型,利用数值结果对既有互补误差函数进行修正,提出了考虑时空效应的地表沉降快速分析方法.结果表明:软黏土蠕变既诱发围护墙的附加侧移从而引起土体沉降,又诱发坑外土体产生不依赖于围护墙侧移的沉降;忽略软土蠕变对预测超深基坑坑外地表沉降的影响不弱于其对墙体侧移的影响;基坑深度和开挖速率相同时,开挖面积直接决定施工时间的长短,从而影响软黏土蠕变诱发的地表沉降.

基于变形影响的基坑邻近建筑保护措施研究

城市土地资源的紧张促进了城市地下空间的开发,同时,大量的基坑工程紧邻既有建构筑物,为工程建设带来极大的挑战。随着深基坑的设计理念由“强度控制”转变为“变形控制”,周围既有建筑的保护成为基坑工程中的重点问题。为确保深基坑邻近建筑的安全,综合大量文献资料,总结了深基坑施工引起的建筑变形特征、来源、影响因素和预测方法,基于建筑变形影响因素对目前建筑保护的主要措施和手段进行了分析整理,探讨了各项措施的适应性,结合基坑工程的勘察、建筑保护方案设计、基坑工程施工和信息化施工监测提出了基坑邻近建筑保护综合体系,以期为相关工程和研究提供参考与建议。

软黏土基坑开挖诱发坑外地表沉降的时效解

对比理论和实测研究成果,发现既有坑外地表沉降计算方法不适用于蠕变效应显著的软土基坑。借助Lame方程和三参量黏弹性地基模型,推导得到柔性挡墙任意变位诱发坑外地表沉降的时效半解析解;将理论计算方法应用于杭州软土地区的两个深基坑工程实例,分析了从基坑开挖到地下室回筑的施工全过程中坑外地表沉降的发展规律。结果表明:(1)软土蠕变诱发不依赖于挡墙附加侧移的地表沉降,不仅导致软土基坑开挖期间的地表最大沉降与挡墙最大侧移之比远大于非软土基坑,而且引起坑外土体在地下室回筑期的持续沉降;(2)软土蠕变诱发的地表沉降随挡墙侧移的增大而增大,表现为凹槽沉降模式;(3)深厚软土深基坑的地表最大沉降与挡墙最大侧移之比主要受软土蠕变性和施工时间等因素的影响,与挡墙侧移量的关系不明显。

基坑开挖过程中埋地管线沉降位移解析计算

基坑开挖会诱发邻近埋地管线产生沉降变形,获取管线变形量对评估管线的正常使用和安全具有重要意义。基于弹性地基梁理论,建立地下管线沉降位移的计算公式,并分析地表中心沉降量和计算长度对管线沉降位移的影响;根据埋地管线与基坑边缘的几何关系,将计算长度取值依据界定为5种工况;通过与两个标定算例对比,验证解析方法的合理性;以北京某基坑工程为例,分析管线沉降位移的时空变化规律。研究结果表明:不同时期的沉降位移计算值和实测值变化趋势一致,但计算值略高于实测值;地表中心沉降量对管线沉降位移影响显著,输入值越大,沉降曲线形状越“凹”,输入值越小,沉降曲线越平缓;管线沉降位移自中心点向两端降低速率依次增加,在边界点附近降低速率减小,范围约为计算长度的1/10。所提方法在管线沉降预估方面偏于保守,是现有埋地管线沉降理论的一个补充,可为施工前期预判管线沉降分布提供重要参考依据。

高速公路软弱路基边坡沉降滑移机理分析及微型桩复合加固

依托中国“一带一路”重点贡献项目格鲁吉亚E60高速公路Ubisa-Shorapani(F3)标段项目,针对公路软弱路基边坡沉降与滑移问题,通过现场实测与数值模拟探究并论证其机理,提出带连系梁式微型桩复合加固措施,并对结构自身参数进行方案优化。结果表明:路基边坡的安全稳定系数随加固区首排桩体距坡顶距离(Lx)逐增且呈现先增大后减小的趋势,在L_(x)=2 m且桩体倾角为15°时安全稳定系数最大,为1.542;不同桩径下的安全稳定系数差异较小,最大差值仅为0.1。基于敏感性分析优化方案,优化处治后的坡脚土体最大水平位移为10.8 mm,相比未处治前约减小88.0 mm,减幅为89.1%;路基左侧地表最大沉降量仅为7.9 mm,相比未处治前约减小12.1 mm,减幅为60.5%;随时间的增长,土体沉降逐渐趋于均匀且稳定。

基于循环神经网络的超大直径盾构掘进地表沉降预测方法研究

为了研究超大直径盾构掘进过程地面沉降规律,以武汉市和平大道南延线盾构工程为研究对象,首先收集了超大直径盾构下穿过程掘进参数和地层地质参数,并使用盾构掘进过程深跨比描述超大直径盾构影响特征;其次,通过收集现场沉降测点数据分析盾构隧道施工阶段地表沉降的影响范围,计算了90%、95%、99%三种置信区间下地表沉降影响范围;最后,选取不同范围内的多元时序数据作为输入参数,分别建立了基于贝叶斯优化算法(BO)的长短期记忆(LSTM)、BP神经网络和随机森林(RF)大直径盾构地面沉降预测模型.模型运行过程中,通过贝叶斯优化算法分别寻找三种不同模型下的最优超参数,并通过四种评价指标对比模型精度.结果如下:①在90%置信水平下三种算法均表现出最高精度,通过区间计算筛选有效输入参数能有效提高模型预测精度;②LSTM对隧道沉降的预测结果优于传统机器学习算法模型,MAPE最低达到8.91%,R^(2)达到90%.

施工顺序对微型钢管桩加固既有基础变形的影响试验研究

微型钢管桩由于具有施工效率高、对周围环境友好等技术优点,被广泛应用于既有建筑物的增层改造、加固及纠偏工程中。施工顺序会影响加固或纠偏效果,甚至影响建筑物的安全,然而围绕施工顺序对微型钢管桩加固既有基础的变形特性影响的研究仍相对不足。基于透明土材料和粒子图像测速(Particle Image Velocimetry,PIV)处理技术,开展不同沉桩顺序(逆时针、顺逆时针结合、Z字形及对称形)下既有基础微型桩加固的可视化模型试验,分析加固过程引起的桩周土体位移场变化,以及不同沉桩加固顺序对既有承台的影响规律,并确定最优的加固方案。结果表明,在试验条件下,承台面下方的桩对桩周的土体有挤密作用,在承台周边压桩时,承台面下方的桩周围土体位移较小,相对于无承台情况影响范围缩小42%,最大位移缩小36%;对称加固顺序相对最优,施工过程中对既有基础的抬升位移仅为最不利加固顺序时的56%。

富水砂层盾构下穿高速铁路控制技术研究

以西安轨道交通地铁10号线东风路站—学府路站区间下穿大西、郑西客专高速铁路土压平衡盾构施工为背景,基于盾构试验段数据研究土压平衡盾构在富水砂层中下穿掘进参数及控制措施。根据现场盾构下穿既有高速铁路路段的隧道埋深与地质条件,通过200m盾构试验段,确定盾构下穿施工具体掘进施工参数。其中控制掘进速度为35~40mm/min、出土量54~60m^(3)、二次注浆压力0.4~0.5MPa、下穿注浆量7.8~8.5m^(3)/环和土仓压力1.0~1.2bar,下穿过程中同步注浆、二次注浆要及时跟进。

地铁车站基坑施工工法比选与开挖变形特性分析

以西安某地铁车站基坑工程为背景,通过施工工法比选,总结各工法的技术特点,并结合实际工程选出合适的工法;同时针对现场开挖进行监测分析,研究在富水砂层特殊地质条件下基坑前期开挖阶段对围护结构及周边地表的变形影响,总结出基坑开挖变形规律。结果表明:从多种施工条件出发,考虑路面交通影响、经济效益、技术难度及工期限制等多因素的影响,盖挖半逆作法最合适且可行;基坑开挖施工造成围护结构向基坑内部偏移,整个开挖过程中,土应力释放造成围护桩沉降及周边地表产生隆起与沉降;同时,施工工序之间联系紧密,相互影响,施工中要提前对有关因素进行多方面的考虑;半逆作施工速度快,车站结构要及时跟进施工发挥出对开挖变形的限制作用,保证施工安全。

合肥地区粘性土地基沉降分析

结合合肥地区的城市轨道交通工程实例的基础沉降实测资料,采用不同计算方法进行天然地基地下建筑基础沉降量预测计算,即基于三点法、Peck公式预测对合肥市肥东地区粘性土地基的沉降进行了研究。结果表明,实际情况下三点法预测的沉降量往往比Peck法预测的沉降量更具有参考性。文章可以为粘性土地基处理提供依据,为按照变形控制原则进行地基基础设计提供借鉴。

基于BP神经网络算法的顶管下穿地表沉降预测研究

顶管下穿是一种常见的地下工程施工方法,然而,地下工程施工过程中的地层变形对工程安全和施工质量有着重要影响。为了有效预测顶管下穿地层变形,文章基于BP神经网络算法提出了一种预测方法。通过采集和整理在顶管下穿过程中的大量监测数据,并结合BP神经网络算法的训练和预测能力,建立了一个地层变形预测模型。通过实际案例验证,结果表明该方法能够高效准确地预测顶管下穿地层变形,为地下工程施工提供了可靠的参考依据。

崩坡积体滑坡力学参数研究及处置措施

基于某山地中型崩坡积体牵引式滑坡,采用反分析法研究抗剪强度参数对于稳定系数的敏感性,结合室内试验确定黏聚力和内摩擦角两组参数,并提出有效的治理措施。结果表明:反分析法得到的滑带土剪切强度参数更符合滑坡的变形情况;内摩擦角是影响滑坡稳定安全系数最为敏感的因素;反算值必须根据实际情况予以折减;滑坡的治理不仅要实施支挡措施,还要重视滑坡的综合排水措施。

逆作拱墙法支护结构在复杂地层管道塌陷处理中的应用探讨

华南地区地层复杂,地下水位高且活动强烈,对市政管道影响大,常出现由于地下水活动造成的管道沉降塌陷等情况。结合具体工程案例,在管道塌陷处构建一个方形逆作拱墙基坑支护结构,对其井壁受力、抗浮及位移进行了计算分析,证明该支护结构安全稳定,通过其开挖基坑并更换破损的管道,取得了很好的工程效果。该方法施工工艺简单便捷、受力性能较好且造价较低,可为同类工程参考借鉴。

基于Self-CGRU模型的地铁基坑周边地表沉降预测

为提升地铁基坑开挖引发的地表沉降的预测精度,基于自注意力机制和深度学习提出一种能捕捉沉降数据时空特性的深度注意力组合预测模型(self-attention convolutional gated recurrent units,Self-CGRU)。Self-CGRU模型由空间模块和时间模块搭建。空间模块中,选择卷积神经网络捕捉相邻监测点沉降数据的空间相关性;时间模块中,使用门控循环单元神经网络分析沉降数据的时间规律,并引入自注意力机制捕获沉降数据内部的自相关性,进而得到沉降预测值。选取中国深圳市地铁基坑周边地表沉降数据验证Self-CGRU模型,结果表明:相比现有模型,Self-CGRU模型预测性能更好,使预测精度提高了17.48%~29.17%。研究成果可为地铁基坑周边地表沉降预测提供一种准确且稳定的新模型。

PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆设计

依托成都某PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆项目,介绍了PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆的设计计算方法。依据《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476—2019)、《高压喷射扩大头锚杆技术规程》(JGJ/T 282—2012)、《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)(2015年版)等国家标准规范从PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆承载力计算、锚杆材料选用及强度计算、预应力损失及预应力张拉计算、锚墩区受压截面尺寸验算、筏板基础抗冲切验算等方面对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行了计算。结果表明采用以上方法对PSB精轧螺纹钢预应力扩大头抗浮锚杆进行设计计算,能够满足行业内各规范的规定。

基于PS-InSAR的天津市建设用地演变对地表沉降影响研究

地表沉降在城市化和工业化中越来越普遍,对人类社会和自然环境具有重要影响。本文以天津市作为研究区域,研究建设用地演变对地表沉降的影响。通过永久散射体干涉测量技术(Persistent Scatterer Interferometric Synthetic Aperture Radar,简称PS-InSAR)获取地表形变监测,并结合人类活动强度指数量化地表人类活动。主要结论如下:(1)从时间上看,2016—2023年天津市地表沉降面积整体呈现先减小后增加的趋势,沉降严重区和较严重沉降区占比下降约68%。从空间上看,基本形成了西南部和东部的五处沉降漏斗,并得到明显遏制。(2)2016—2022年天津市建设用地新增面积整体呈上升趋势,增长约45.22%。在其他用地类型基本不变的前提下,建设用地每新增0.1 km^(2),人类活动强度指数约上升0.077。(3)地表人类活动较为剧烈的点位周边,易发生地表沉降,并存在一年左右的滞后效应。增加地表负荷且持续性大面积的人类活动,易导致区域整体不稳定的地表沉降。仅改变地表形态且非持续性、小范围人类活动引发的地表沉降,沉降趋势将逐渐减缓。本文相关结论,对未来城市地表沉降防治、城市建设可持续发展规划和灾害风险评估具有重要意义。

叶赤铁路某路段路基沉降分析与治理

叶赤铁路某路段路基出现下沉病害,通过现场地质勘察分析,发现煤层的开采改变了周围地层应力平衡状态,使得断层破碎带沿F1断层向下发生塑性变形,加之第四系地层随断层发生流砂,最终导致地面产生沉降变形。根据工程情况,采用第四系地层注浆及断层带注浆的治理方案,改善了铁路路基第四系地层的力学性质,提高了破碎带的抗塑性变形能力。该方案充分利用袖阀管注浆定向定量定尺及可重复性的特点,取得了显著的治理效果,可为类似工程提供参考。

成层土中基坑开挖降水引起的地表沉降分析

研究了成层土中基坑开挖降水引起的土中应力变化及周围地表沉降求解方法 ,在假定降水引发的渗流是一维竖向的条件下 ,推导了基坑周围土中有效应力和地表沉降计算公式 ,并结合具体基坑降水工程实例作了计算与实测结果的比较与分析 .研究结果表明 。

基于优化LSSVM的砂土浅基础沉降预测研究

准确预测基础沉降量对工程的顺利实施具有重要的工程意义。为实现砂土浅基础沉降的高效预测,利用灰狼优化算法(GWO)、天牛须搜寻算法(BAS)和海鸥优化算法(SOA)对最小二乘支持向量机(LSSVM)的正则化参数γ和核函数σ参数进行自动寻优,建立了GWO-LSSVM模型、BAS-LSSVM模型和SOA-LSSVM模型。将SPT平均锤击数、基础宽度、基础形状因子、基础埋深比以及基础净荷载压力作为沉降量的关键影响因素,实现了砂土浅基础沉降的准确预测。结果表明,3种模型预测精度较高,其中R 2,RMSE和MAPE的范围分别为0.953~0.977,2.455 mm~3.490 mm和0.186~0.398。通过比较,3种模型的预测性能从高到低为SOA-LSSVM,GWO-LSSVM和BAS-LSSVM,同时,优于以往的经验模型和人工神经网络(ANN)模型。

隧道底部结构受力与变形的现场测试与分析

采用现场测试方法,对隧道底部结构的变形、仰拱混凝土和钢筋中的应力进行了长期测试和分析。受围岩释放荷载、隧道二衬自重及上部围岩荷载以及道床设施和运营列车荷载的作用,隧道底部结构在整个施工过程中经历了隆起—下沉—隆起—下沉的反复变化过程,仰拱混凝土及钢筋同样经历了拉—压—拉—压的反复变化过程;围岩条件越好,隧道底部结构中的应力和变形最终值及其变化幅值越小;整个隧道施工过程中,隧道底部结构的最大下沉小于5.0 mm,混凝土中的最大拉压应力小于2.0 MPa,满足高速列车的安全运营要求;隧道二次衬砌施作之前仰拱处于最不利的受力状态,施工中应及时将隧道二衬闭合成环,以保证隧道仰拱结构处于较佳的受力状态;隧道开挖后的应力重分布持续时间一般在2 a以上。