基于NSGA2遗传算法的地铁隧道上方基坑工程优化设计

为在有效控制基坑下覆地铁隧道竖向位移的情况下,尽可能地减小基坑工程造价,基于NSGA2遗传算法,以5个基坑工程控制下覆地铁隧道竖向位移的关键设计参数为优化设计变量、隧道最大竖向位移和工程造价中的可变值为优化目标,优化得到Pareto最优解集。结合专家打分-COWA算子-博弈论组合赋权法和TOPSIS法从Pareto最优解集中选出最佳方案,并分析专家打分的主观权重改变对最佳方案的设计变量、目标函数值等参数的影响。研究结果表明:最佳方案比初始方案的隧道最大竖向位移减少23.3%,工程造价中的可变值减少36.9%,证明本文对地铁隧道上方基坑工程优化设计方法的有效性。

基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道影响计算及风险预测

为研究基坑放坡开挖对下方既有地铁隧道的影响以及预测隧道结构的风险,通过改进的计算方法得到放坡开挖基坑引起下方既有地铁隧道的竖向和横向附加荷载、位移、相对变形曲率共6个隧道结构安全的物理表现因子;将位移计算结果与前人理论计算结果、实测数据对比验证,并分析各土层物理力学参数对6个因子的敏感性;最后,基于正态分布概率模型对较敏感的土层物理力学参数随机取值,利用蒙特卡罗方法计算6个因子各级风险发生的概率和竖向、横向2类因子综合影响下隧道结构各级风险发生的总概率。研究结果表明:与原来仅限于矩形开挖基坑的计算方法相比,改进后的计算方法适用范围更广、实用性更强;在算例二分析中,隧道竖向位移和相对变形曲率超过控制值的概率分别为12%和68.7%,其余因子均为0,隧道竖向相对变形曲率是隧道结构处于不安全状态的最主要因子;若不采取预防措施,隧道结构将有高达73.27%的概率处于不安全状态,其中有68.7%的概率处于很不安全状态。

基坑开挖引起复合地基下卧双线地铁隧道附加荷载的计算研究

为研究基坑开挖时复合地基及竖向、横向'双洞效应'对下卧双线地铁隧道竖向、横向附加荷载的影响,基于Mindlin应力解,得到在复合地基侧摩阻力作用下隧道轴线上的竖向、横向附加荷载,通过迭代法计算得到'双洞效应'引起隧道轴线上的竖向、横向附加荷载,借助竖向、横向总附加荷载引起的隧道位移对比验证,并分析隧道位置改变对侧摩阻力和'双洞效应'引起隧道竖向、横向附加荷载的影响。研究结果表明:侧摩阻力和'双洞效应'对隧道竖向、横向附加荷载的影响是不可忽略的,其影响主要表现为减小隧道的竖向、横向总附加荷载,且影响范围不变;在施工条件和规范容许范围内,应尽量减小双线隧道之间的距离,以及增大隧道与基坑中点的距离;当需要严谨精确地计算小净距地铁隧道'双洞效应'引起的附加荷载时,必须选用迭代法计算。

明挖卸荷引起桩侧摩阻力作用下的地铁隧道竖向变形计算

为研究基坑明挖卸荷时复合地基中桩侧摩阻力对下卧地铁隧道竖向变形的影响,基于Mindlin应力解,推导得到复合地基中桩的侧摩阻力作用下地铁隧道的总竖向附加应力,利用双面弹性地基梁模型和两阶段分析方法,计算得到地铁隧道总竖向位移,并与前人理论计算结果、实测数据对比验证。最后,分析桩形状、桩截面面积、以及不同区域桩长度、间距的改变对桩侧摩阻力引起地铁隧道竖向位移的影响。结果表明:无论桩参数如何改变,复合地基中桩侧摩阻力对隧道竖向位移的影响范围始终不变,约为1.1倍基坑纵向长度;材料用量相同的方桩与圆桩相比,方桩可更有效地控制下卧地铁隧道竖向变形;适当地增大隧道斜上方的桩长度,可使其更有效地控制地铁隧道竖向变形;隧道正上方的桩间距存在一个合理的取值范围;适当减少桩纵向间距比减少桩横向间距可更有效地控制下卧地铁隧道竖向变形。

基坑开挖引起复合地基下方既有双线地铁隧道位移的计算方法

为快速分析基坑开挖时复合地基及"双洞效应"对下方既有双线地铁隧道竖、横向位移的影响,首先,基于Mindlin位移解和Winkler地基模型,推导出复合地基中桩的侧摩阻力作用下单线隧道的竖、横向附加荷载,从而计算得到单线隧道竖、横向位移。然后,采用迭代法计算得到的"双洞效应"引起的隧道竖、横向位移叠加得到双线隧道总竖、横向位移,并与前人理论计算结果、监测数据对比验证。最后,分析桩参数、隧道位置改变对桩侧摩阻力和"双洞效应"引起隧道竖、横向位移的影响。研究结果表明:1)与前人理论计算结果相比,本文理论计算结果与实测数据更吻合,且提高原有2阶段分析方法运算效率28%以上;2)桩侧摩阻力和"双洞效应"对隧道竖、横向位移的影响是不可忽略的;3)仅考虑上方基坑开挖对既有双线隧道位移的影响时,在施工条件和规范允许情况下,应尽量减少预先设计的两隧道之间距离,并合理选取复合地基中桩的长度;4)迭代法比一次性法更加合理、精确,特别是计算横向"双洞效应"引起隧道横向位移时,应尽量采用迭代法计算。

基坑开挖引起下卧地铁隧道隆起的控制技术

由于在软土中分层分块开挖基坑,造成下卧地铁隧道隆起超过警戒值,若继续开挖将极可能超过控制值,因此回填并首次提出小竖井工法开挖基坑.论文以此为背景,在改用小竖井工法施工之前,对小竖井工法的各施工工况进行数值模拟,指导施工,并把模拟结果与现场实测值、原分层分块开挖方案模拟结果进行对比分析.结果表明:不同施工工况下隧道的隆起曲线总体上与现场实测值吻合良好,证明本文数值模拟分析合理可靠;改用小竖井工法之后,两条隧道最大隆起量分别为25.9 mm和26.9 mm,均被控制在调整后的隧道变形控制值以下,且分别比原方案减少了28.8%和26.5%,证明小竖井工法是一种有效控制下卧隧道隆起的开挖工法,可以为类似工程的设计、施工以及灾害治理提供借鉴.

基于GIS的深圳市岩溶塌陷易发性评估

深圳市已发生多起岩溶塌陷事故,对人民生活和城市发展带来众多的不利影响,因此对深圳市岩溶塌陷易发性进行评估具有重要意义。本文根据深圳市各区域内岩溶地质特征,对各网格单元岩溶塌陷预测因子分别赋值并求和,并利用GIS对深圳市岩溶塌陷易发性进行分区。研究结果表明:深圳市岩溶塌陷易发性极高、高区域的面积分别为6.7km2和29.5km2,分别占深圳市总面积的0.34%和1.51%,且主要分布在龙岗区和坪山新区。研究结果可为深圳市岩溶塌陷的防治提供借鉴。

深圳市缓变型地质灾害基本状况分析

深圳市经济飞速发展不可避免地影响原有地质环境,地面沉降、海水入侵等缓变型地质灾害不断加剧,有必要对深圳市缓变型地质灾害的基本状况进行分析。本文通过对深圳市地面沉降、海水入侵这两种主要缓变型地质灾害的风险源和特征的分析,得出这两种地质灾害的分布规律和发展趋势,并对深圳市各组织的灾害管控与相应能力进行评价,可为深圳市缓变型地质灾害防治提供一定的参考。

抗拔桩联合抗浮板在控制基坑下卧地铁隧道隆起中的应用研究

以深圳前海中铁四局双界河路二标段工程项目中的地铁保护区的施工采用竖井开挖方法来控制隧道隆起为背景,利用MIDAS/GTS岩土类有限元软件,对竖井开挖中抗拔桩联合抗浮板对地铁隧道隆起的影响进行分析。分析结果表明:抗拔桩联合抗浮板之后形成一个整体,有效地抑制了隧道竖向隆起。不同桩排数对抑制土体隆起的作用不同,增加桩排数对土体隆起有限制作用。

基坑施工引起下方既有隧道隆起控制措施参数的影响分析

以深圳前海双界河路二标段地铁保护区项目中采用小竖井工法开挖基坑来控制下卧隧道隆起为背景,介绍了该工程的工程概况和小竖井工法的运用,对小竖井工法的竖井横向宽度、坑底加固方式、坑底加固深度等参数进行数值模拟。研究结果表明:在相同的坑内土体卸载量和施工条件下,竖井最佳横向宽度应在8.5～11.5m之间为宜;综合考虑经济与坑底加固方式、坑底加固深度变化的计算结果,应采取抽条加固,每条加固区域深2m,横向宽2.75m,两加固区域之间纵向相隔5.5m。研究成果可为地铁保护区基坑工程设计与施工提供参考。