静-动荷载作用下欠固结软土盾构隧道长期沉降与最优埋深计算方法

为研究地表堆载、列车荷载和欠固结软土固结沉降联合作用下的盾构隧道长期沉降数值及其变化规律问题,依托广州市南沙至珠海(中山)城际项目,利用PLAXIS建立有限元模型计算外部作用下的盾构隧道长期沉降值,通过单因素敏感性分析和非线性拟合方法分析各影响因子对长期沉降的影响并确定5种关键影响因子,提出长期沉降与最优埋深计算方法。研究结果表明:1)超固结比与隧道埋深对长期沉降影响最大,上部堆载荷载值、荷载作用宽度和列车荷载影响次之,而荷载距离、列车速度和渗透系数对长期沉降的影响可以忽略不计;2)为求解盾构隧道长期沉降值,提出静-动荷载作用下欠固结软土盾构隧道的长期沉降计算方法,计算值与模拟值吻合良好;3)将国家规范中盾构隧道变形控制值(20 mm)作为隧道沉降控制值,代入长期沉降计算公式,反推得到隧道最优埋深计算公式,其中软土欠固结特性对最优埋深影响最大。为有效控制长期沉降发展,建议将隧道整体置于较好的土层中,如需设置在淤泥及淤泥质土层中,则应进行地基处理、排水固结,以改善土体欠固结程度。

一种区分欠固结软土地区盾构施工地表沉降组成的实用方法

在欠固结软土地区中,监测所得盾构掘进引起的地表沉降相对于真实值往往偏大,导致掘进对地层的影响被高估。欠固结软土地区盾构掘进对地层扰动规律目前缺乏研究,为找到能更精确评估掘进影响的方法,文章结合实际广州某大盾构项目的地表沉降实测数据分析欠固结地层中盾构掘进引起的地表沉降规律。分析实测数据后得出以下结论,在欠固结软土地区盾构施工中,地表沉降应由盾构施工引起的沉降和地层欠固结引起的沉降两个部分组成,两个部分沉降的速率存在明显差异,利用盾构施工引起的沉降呈现槽形分布且先完成的特点,提出了“增量沉降速率槽”方法,从总沉降中有效分离出盾构施工引起的沉降和地层欠固结引起的沉降两部分。研究有助于更加准确地评价和确定盾构掘进在欠固结地层引起真实位移。

欠固结地层盾构施工土体长期沉降分析

为研究欠固结地层中盾构隧道施工后周边地层的长期沉降特性,以及双曲线和指数曲线数学模型预测周边地层长期沉降的适应性,依托广州市某地铁隧道项目进行长期监测。结果表明:欠固结地层盾构施工后的实测沉降数据包含欠固结地层自身沉降和盾构施工引起的地层沉降。以各测点的增量沉降值绘制曲线,当横向土体增量沉降曲线不成槽后,实测沉降基本为欠固结地层的自身沉降。同一平面位置处,埋深越大的测点,其总长期沉降量越小,相对于盾构隧道施工前的地层原始状态,盾构施工后的隧道周边土体呈现密实化趋势。

孔内深层强夯法在大厚度欠固结填土地基处理中的应用

本文结合晋城市沁水县鑫海能源有限责任公司郑庄矿井生活污水处理站地基处理工程实践,介绍孔内深层强夯法在大厚度欠固结填土地基处理中的应用。该方法适用于素填土、杂填土、砂土、粉土、黏性土、湿陷性黄土、淤泥质土等地基处理,相较传统的灰土挤密桩法复合地基,具有适用范围广、挤密效果强、处理后地基承载力高、压缩变形小、处理深度大、造价低等多方面优点,有着广泛的应用前景。

基于CPTU孔压消散试验的欠固结土OCR计算方法

利用CPTU孔压消散试验数据对欠固结土的欠固结状态进行定量评价,并在此基础上提出基于固结状态参数的欠固结土超固结比计算方法.结合现场CPTU孔压消散试验及室内固结试验对崇启大桥北接线工程沿线③1层软土应力历史进行了研究.结果表明:消散时间足够长时,CPTU孔压消散实验曲线的末端无限逼近原位初始孔压,且消散曲线尾端的实测孔压与时间平方根倒数成线性相关性,提出采用时间平方根倒数外推法计算原位初始孔压.当所计算的原位初始孔压大于静水压力时,则判定软土处于欠固结状态,进而建议采用固结状态参数对软土的欠固结程度进行定量评价,固结状态参数越小,说明欠固结程度越高.根据CPTU孔压消散试验计算了沿线软土③1层(淤泥质粉质黏土)的欠固结程度,然后利用室内固结试验成果验证了其合理性.基于OCR传统计算公式中系数与固结状态参数间定量关系,提出了考虑固结程度的欠固结土OCR计算公式.

任意荷载下欠固结地基的非线性一维固结

根据Gibson得到的固相坐标z下的非线性固结控制方程,运用Laplace变换求解了在任意荷载作用下的单层饱水欠固结地基一维非线性变形问题;通过Laplace逆变换,求得单层饱水欠固结地基在任意荷载作用下的一维非线性固结解。结合单层地基在几种常见荷载作用下固结变形的算例,对解进行了探讨,揭示了任意变荷载作用下单层饱和软粘土欠固结地基一维非线性固结的特性,得到了一些可用于指导工程实践的有益结论。

滨海欠固结地层深基坑群围护结构侧移预警指标研究

滨海深厚欠固结地层的深基坑变形较大,确定合理的围护结构侧移预警指标是实施基坑工程信息化施工并保证安全施工的前提。因此,以横琴口岸基坑群为例,参考国内现行规范及有关条文,借鉴类似工程经验,综合考虑规范建议值、工程类比值、设计计算值和有限元计算结果,提出了滨海欠固结土层深基坑围护结构侧移预警指标,并提出了"分区、分级、分阶段"监控预警的原则,构建的侧移预警指标在横琴口岸基坑群工程中得到了成功应用,有效平衡了施工安全与工程进度。

深圳机场填海区欠固结软基超大深基坑的设计

在欠固结的软基中开挖深基坑的技术难度和风险很大。以深圳机场扩建工程轨道交通枢纽基坑工程为背景,分析了有深厚淤泥层的填海地区大型基坑的难点及相应对策,介绍了该基坑咬合桩+锚碇、锚索的支护方案;在设计中采用淤泥层排水固结强度增长规律取用强度指标,结合锚碇、锚索的受力特征对围护结构做了有限元计算分析;基坑监测结果表明计算结果与实际相符,验证了支护设计安全、合理。

欠固结土的弹塑性本构模型

利用插值函数法建立土的剑桥模型与修正剑桥模型,通过初始压力密度状态(欠固结程度)确定欠固结土等向压缩线的斜率,在此基础上采用插值函数法提出欠固结土的弹塑性本构模型,所建立的模型与剑桥模型具有相同的材料参数,且当初始压力密度状态位于正常固结线上时,模型可简化为剑桥模型。利用固结排水与固结不排水试验分析所提模型的功能,模型可较合理地反映欠固结土较大的体积压缩特性。

欠固结地层静止侧压力简化计算方法

大量工程实践表明:正确预估欠固结地层的静止侧压力大小对工程的稳定性分析和安全设计十分重要。因此,通过理论分析和数值模拟深入探讨了固结排水过程中地层侧向压力的变化规律,建立了静止侧压力与超固结比OCR的联系,提出了等效静止土压力系数的概念和计算公式,形成了考虑OCR影响的欠固结地层静止侧压力简化计算方法,并用数值模拟和试验结果进行了验证。提出的等效静止土压力系数实现了欠固结地层和正常固结地层侧压力计算的统一。研究结果表明:欠固结地层的静止侧压力随超固结比OCR的增大而线性减小,且随土体有效内摩擦角的增大,OCR对侧向压力的影响越大。上述研究成果可为欠固结地层的土压力计算提供技术支撑。

对欠固结土的超固结比的探讨

欠固结土是在自重作用下尚未固结完成的土,欠固结土的超固结比(overconsolidationratio,简称OCR)取值在现有文献中可见两种不同的表述,分别是等于1和小于1,这容易导致概念混淆和超固结比取值误用等问题。对国内外使用较为广泛的土力学教材中超固结比相关内容进行了整理,发现超固结比有两种不同的定义表达式,这两种表达式中分母的不同是导致欠固结土超固结比取值差异的根源。采用知识图谱法,对超固结比和欠固结土的概念内涵、历史源头和研究应用等进行了综合分析,结果表明:研究欠固结土相关问题时,采用固结度或固结状态参数作为分析变量可完全替代超固结比的作用;将超固结比定义为前期固结应力与现有有效应力的比值(即OCR=p_(c)/p_(0)′,p_(c)为前期有效固结压力,p_(0)′为竖直有效应力),契合应力历史对土体工程特性影响的内在机制,也符合概念的历史渊源。

桩基穿越欠固结土层设计事故分析及处理

某框架结构办公楼在未完全竣工时,即出现地坪下陷、桩基不均匀沉降以及上部结构损伤等现象,不得以在后期进行纠偏加固处理。结合该工程事故案例,对其桩基设计过程中相关岩土参数取值开展了调查、研究、分析,论证了负摩阻力在欠固结土桩基设计中对桩基承载力和沉降影响的重要性。同时,还针对在实际工程设计中如何正确理解规范条文展开讨论。指出在用静载试验确定穿越欠固结土桩基的Ra值时,结果偏不安全,需作适当调整。相关结论可为今后的桩基设计提供更安全、更经济的参考。

原状欠固结土的力学特性试验研究

原状土的结构性对它的力学性质影响显著。通过多应力路径的原状土与重塑土的试验结果比较来揭示原状土体从小应变到大应变的特殊力学特性及应力路径的影响。从等压固结对比试验可看出该原状样明显的结构性与欠固结性。对于原状欠固结土,体应变对土体结构性的破坏要大于剪应变。原状欠固结土的结构性对土体强度的影响主要表现在内摩擦角的增大。土体小应变时表现出明显的高刚度与非线性。通过不同方向切样的原状土试验结果对比,反映了原状土体存在明显的各向异性,结构性引起的各向异性在应变越小时越明显。

欠固结超高边坡场地适宜性的数值模拟分析

某拟建场地位于山脊山谷地带切削填平的土质边坡上,该边坡总体高度36.4 m,为超高填土边坡,按照规范要求,该类边坡应进行特殊设计。考虑到边坡的自重固结尚未完成,承载能力较低,在工程地质勘查和室内试验获得的土体物理力学性质的基础上,采用FLAC3D对该边坡的场地适宜性进行了数值模拟分析。结果表明:该边坡在自重固结作用下或施加拟建建筑荷载后,产生较大的竖向沉降和水平位移,直接作为建筑场地将存在较大的隐患,需要结合桩锚联合支护等方案进一步研究探讨。

欠固结高速公路路基稳定性分析

以唐曹高速公路为研究对象,对建设阶段面临的欠固结路基施工稳定性进行研究.首先从路基的稳定系数、填料的性质、路基沉降、地基处理方法、滑移验算等方面,较为系统的分析了各因素对路基稳定的影响.分析过程中以实测数据为依据,并采用了数值模拟和理论分析相结合的方法.其次指出了建设中存在的潜在的不利因素.最后对不同因素引起的路基稳定问题,有针对性的提出了相应的解决方案,并对通车前、后公路的使用和监测提出建议.

欠固结软土路基的设计思考

基于江珠高速公路路基排水预压工程实践,提出设计中如何考虑欠固结软土对路基稳定和沉降的影响。并给出计算数值与观测结果对比。

土层自然成拱形成的欠固结土分析

由于土层具有自然成拱的现象,所形成的欠固结土层对工程存在很大隐患。当自然拱一旦破坏,其土层会产生无法预计的沉降,桩基将受到负摩擦力作用而安全性大为降低。对这类土应引起工程界的重视。

攀钢新基地欠固结土层旋挖桩负摩阻力试验

攀钢新基地工程区80%为"昔格达"土回填区,回填土将对桩产生负摩阻力。现场负摩阻力试验表明:回填土上部在堆载情况下会有较大的固结沉降,从而使桩基产生负摩阻力。

双层超软弱欠固结地基沉降的概率分析

由吹填淤泥及下卧海相淤泥组成的双层超软弱欠固结地基组合模式在吹填造陆工程中最为常见,此地基模式的沉降与原状海相沉积淤泥层不同,表现出更大的离散性。针对此地基采用概率统计方法对地基沉降进行分析,并通过对实际沉降数据的统计分析依据K-S有限比较法得到地基沉降的最优概率分布模型,应用此模型对地基沉降进行概率预测的结果与实测统计结果相当吻合,说明概率分析的合理性。

欠固结状态土体的超固结比

根据有效应力原理和土体超固结比的定义,阐述了先期固结压力和土体现有上覆竖向压力均应为有效应力。基于固结理论,指出处于欠固结状态土体的超固结比应等于1而非小于1。