繁华商区深基坑爆破对邻近建筑物影响分析

以深圳地铁7号线华新站繁华商业区基坑爆破开挖施工为工程背景,运用FLAC3D模拟基坑周边建筑物在各种炸药单耗量的工况下的动力响应特性,并分析炸药单耗量对周边建筑物震动动力时程的最大震速的影响,通过拟合炸药单耗量和各建筑物的最大振动速度的数值关系式,得出临界震动速度所对应的炸药单耗量,以达到炸药单耗量优化的目的。

不同拼装方式下盾构隧道管片衬砌受力与破坏模式模型试验研究

管片拼装方式通常包括通缝拼装和错缝拼装两种形式,在不同工程中均有应用,拼装方式的不同直接造成管片衬砌结构体系上的差异,导致相同荷载条件下结构受力及破坏形态的显著差异。以狮子洋隧道为工程背景,采用相似模型试验方法,对比分析不同拼装方式对管片衬砌结构的力学特性及破坏特征的影响规律。试验结果表明:拼装方式对管片衬砌结构的力学性能及破坏形式影响显著,通缝拼装方式整体刚度相对于错缝拼装方式较小,衬砌结构发生失稳时,通缝拼装方式极限承载力最低,其临界失稳位移最大,在管片衬砌结构开始发生宏观破坏后迅速进入失稳阶段,承载力丧失具有突发性,衬砌结构破坏最为严重;错缝拼装提高了管片衬砌结构的极限承载能力,结构从局部出现宏观裂纹到发生整体失稳的过程较长,具有明显的渐进性特征,其中错缝拼装方式CF2的失稳开始荷载最大,临界失稳位移值最小,失稳破坏过程的渐进性明显,有利于管片衬砌结构承载及防水的需求。

水压对盾构管片衬砌力学特征与破坏形态的影响模型试验研究

水压力作为一个重要因素,对盾构隧道管片衬砌结构的受力状态及长期安全性具有显著的影响。文中依托广深港客运专线狮子洋盾构隧道工程,采用模型试验的方法,比较分析了0m、30m、60m三种不同水压条件下管片衬砌结构的内力、变形、声发射数据及裂纹产生发展等试验数据信息,探讨水压对盾构隧道管片衬砌结构受力状态及破坏特征的影响规律。研究结果表明:在一定范围内,水压的增加,延长了管片衬砌结构的弹性受力阶段及塑性发展平台,延缓了结构内部出现损伤破坏的时间,提高了衬砌结构的极限载能力。随着水压的增加,管片临界失稳点的最大位移与隧道外半径之比由2.33%增大到2.77%,但是由局部损伤破坏出现到管片衬砌结构整体失稳的过程变得更短,发展速度变得更快,管片的主要破坏形式由以受拉破坏为主变为以压剪破坏为主。

拱顶土压对深埋重载铁路隧道衬砌结构动力响应影响研究

拱顶土压对深埋重载铁路隧道衬砌结构受力有重要影响,由于目前对拱顶土压认识不足,隧道衬砌结构设计存在缺陷,导致隧道衬砌结构发生病害。结合山西中南部深埋重载铁路吾沿河隧道,采用数值模拟的方法分析拱顶土压对深埋重载铁路隧道衬砌结构动力响应的影响。研究结果表明:1隧道拱顶处土压的增加会导致二次衬砌拱顶位移、最大及最小主应力水平显著增加;2隧道拱顶土压一定的情况下,列车峰值荷载对二次衬砌最大主应力影响较大,最小主应力影响较小;3隧道拱顶土压的增加对填充层主应力大小影响较小,填充层主应力大小主要受列车动荷载作用控制,对地层荷载不起主要承载作用。

盾构隧道穿越上软下硬地层施工力学特性分析

上软下硬复合地层在盾构施工中常常造成盾构掘进姿态不佳及地表塌陷,严重时还可能导致管片局部出现破损。结合深圳地铁7号线穿越上软下硬地层的工程实例,采用数值模拟方法研究盾构隧道穿越上软下硬地层段("由软入硬"与"由硬入软")的施工力学特性,对地表及管片拱顶沉降、管片应力的变化规律进行分析,研究结果表明:盾构在穿越上软下硬交界地层过程中,地表沉降出现显著增大(增量最大可达1 cm),拱顶不均匀沉降的现象较为严重;对较软侧地层进行适当加固,可以有效减小上软下硬地层交界处的地表及管片拱顶沉降,同时能够降低"由软入硬"段管片的应力水平。

超大基坑施工对临近建筑物影响研究

地铁站超大基坑的施工对繁华商业区的影响极为敏感,因此,明确影响超大基坑施做关键步骤,控制超大基坑施做关键步骤是整个超大基坑施工成败的关键因素。依托深圳地铁7号线的华强北站超大基坑工程,基于FLAC3D有限差分数值模拟软件,对华强北站超大基坑全过程开挖中的基坑及基坑周边建筑物的施工力学特性进行了分析,通过对比基坑侧向位移及周边建筑物的不均匀沉降,探明了超大基坑施做过程中的关键步骤,并提出关键施工步序具体控制措施。

降水对超大基坑及周边建筑物的影响研究

以深圳地铁7号线华强北站超大基坑工程为依托,基于FLAC3D流固耦合模拟分析基坑降水对基坑及基坑周边建筑物的影响规律。通过分析比较不同降水量,对基坑的变形、基坑周边建筑物不均沉降及倾斜的影响,揭示了基坑的侧向位移、基坑周边建筑物不均匀沉降量、倾斜量随单步降水量的增加而增大总体趋势及后续降水过程的影响较前期更为显著的总体规律。

基于塑性损伤的盾构隧道双层衬砌三维实体非连续接触模型研究

在分析基于梁–弹簧模式和壳–弹簧模式盾构隧道双层衬砌数值模型的基础上,分别建立依据接合面接触状态不同划分的盾构隧道双层衬砌三维实体复合结构和叠合结构计算模型。该模型通过混凝土塑性损伤模型表征混凝土的非线性特性,考虑管片内置钢筋对结构力学性能的影响,采用已有模型模拟钢筋屈服、硬化和软化现象,建立三维螺栓实体代替弹簧单元模拟管片接头,真实反映盾构管片之间、管片与连接螺栓及管片与二次衬砌接合面的接触情况。以广深港狮子洋隧道双层衬砌为工程实例,建立2种计算模型进行研究,通过与依托同样工程背景下的相似模型试验管片和二次衬砌内力和位移结果进行对比分析,两者具有较好的一致性,验证了该模型模拟盾构隧道双层衬砌结构力学行为的准确性和适用性。研究结果表明:(1)双层衬砌在受力过程中管片与二次衬砌在局部存在非协调变形,接合面发生分离现象,出现零压区。(2)由于封顶块构造的原因,封顶块对应位置二次衬砌易出现应力集中现象,该位置轴力和弯矩变化不均匀,管片与二次衬砌接合面接触压应力较其他位置偏大。研究成果对盾构隧道双层衬砌的设计分析具有一定的参考价值。