新建公路隧道上跨既有铁路隧道稳定性影响研究

为明确新建隧道施工及夹层岩土体厚度、围岩级别等不同因素对既有隧道结构稳定性的影响作用,以新建公路隧道上跨既有铁路隧道工程为依托,采用数值计算的研究方法,探讨了不同夹层岩土体厚度及围岩等级下近接隧道施工对既有隧道结构受力和变形的影响规律,并利用现场试验验证了计算模型的准确性,同时通过检算隧道结构各部位的安全系数,对近接隧道施工安全性进行了评价。结果表明:(1)新建公路隧道与既有铁路隧道夹层厚度对既有铁路隧道拱顶和轨道面的受力和变形影响显著。当夹层土厚度在0~16 m时,既有结构的受力和变形受新建隧道施工影响较大,当厚度大于31 m时,基本不受影响。既有结构变形随夹土层厚度增加逐渐减小;(2)既有铁路隧道结构应力随着围岩级别的降低而增大,但非线性关系,Ⅵ级和Ⅴ级围岩条件下较Ⅳ级围岩应力分别增长了12.3%和36.8%;(3)现场监测数据表明既有隧道拱顶和轨面处的竖向位移曲线均呈倒“W”形,变形量实测值与数值计算值偏差在20%以内,验证了计算模型的可靠性;(4)既有隧道结构承载力受新建隧道的影响较小,未出现衬砌结构的拉压破坏,满足相关规范的安全评估要求。

基于椭球体理论的低含水率砂层隧道松动土压力研究

为研究低含水率砂层隧道土拱效应下的破坏模式与松动土压力,自制试验装置开展低含水率条件下Trapdoor试验,利用PIV技术得出破坏模式;分析主应力偏转对侧压力系数的影响。基于椭球体理论,考虑松动区内竖向荷载梯形分布形式与表观黏聚力作用,推导不同土拱效应发挥程度下隧道松动土压力计算公式。研究结果表明,表观黏聚力使模型试验最终滑动面呈现椭圆状,与Terzaghi假设的竖直面存在差别;φ为常数时,K值与埋深正相关,随土拱效应发挥程度增大而增大;土拱效应的发挥程度与埋深成正相关,相同埋深下,K随φ增大而减小,利用本文公式计算出K随φ值变化在0.2~0.7之间。算例表明,相同埋深时松动土压力在不同含水率下随土拱效应发挥呈递减趋势,体现出表观黏聚力随土体饱和度变化规律。

地铁深竖井土压力理论研究

基于朗肯土压力理论荷载结构模式和连续介质空间模型对地铁深竖井围护结构安全性进行分析,探讨目前地铁设计中常用的朗肯土压力理论对深竖井围护结构设计计算的适用性。在此基础上,考虑不同地层状况、支护类型和开挖尺寸等因素影响,采用FLAC3D有限差分软件对各种条件下深竖井进行三维数值模拟,分析深竖井土压力与变形规律,确定土压力系数及土压力与支护结构变形、深度之间的函数关系。通过对具体工程地铁竖井土压力现场监测进一步验证所提出土压力计算方法的适用性及合理性,为地铁深竖井设计提供参考及借鉴。

车站异形深大基坑施工过程试验研究

研究目的:异形深大基坑施工过程的稳定性一直是工程界研究的热点和难点问题,为探究异形深大基坑施工过程中支护结构变形演化规律和受力特征,本文以某大型异形深基坑为依托,开展支护结构变形和受力现场试验研究,以期为依托工程和类似工程设计施工提供指导。研究结论:(1)异形深大基坑支护结构变形的空间效应显著,异形段的墙顶水平位移大于标准段;(2)地下连续墙的水平位移两头小、中间大,随深度增加呈三角形分布,位移最大处发生在基底±3 m附近;支撑处墙体位移较小,外荷载、施工中断会使墙体位移增大;(3)当基坑深度小于15 m时,支护结构土压力分布规律接近朗肯土压力理论值;当基坑深度大于15 m时,支护结构土压力明显小于朗肯土压力理论值,按理论计算值指导设计施工偏于保守;(4)异形深大基坑施工建议采取"地下连续墙+钢筋混凝土支撑+钢支撑"的组合支护形式,可有效控制支护的过大变形;(5)本研究成果可为基坑工程施工提供参考和借鉴。

跨软弱夹层地下连续墙槽壁局部稳定性分析

研究目的:地下连续墙槽壁失稳分为整体失稳和局部失稳,当地下连续墙跨越软弱夹层时极易出现局部失稳。为研究地下连续墙跨软弱夹层时槽壁局部失稳机理,利用槽壁最小主应力迹线,确定成槽施工的扰动范围,构建槽壁局部失稳计算模型,基于塑性极限破坏理论,推导槽壁局部稳定安全系数表达式。研究结论:(1)本文获得的地下连续墙局部稳定安全系数理论解答与现场超声波检测结果一致,可用于定量分析地下连续墙槽壁局部稳定性;(2)土拱长度可近似取槽段长度,土拱高度与槽段长度和土的内摩擦角呈正相关;(3)槽壁局部稳定性与软弱夹层的厚度、黏聚力、内摩擦角呈正比关系,与槽段长度、地表荷载、地下水位呈反比关系;(4)本研究成果对跨软弱夹层地下连续墙设计及施工具有指导意义。

高速公路隧道衬砌裂缝调查分析与处治研究

详细调查了某段高速公路7座运营隧道的衬砌裂缝情况,根据裂缝走向不同,分为纵向裂缝、环向裂缝和斜向裂缝,并分别从设计、施工和环境等角度对裂缝成因进行了分析,指出初期支护强度不足、二次衬砌厚度较薄、环境温差较大、地下水等是裂缝产生的主要原因,最后提出了处理衬砌裂缝的方法。

某地铁车站换乘段地下连续墙施工质量控制研究

详细介绍了南通市轨道交通1号线一期工程07标段能达商务区站工程概况、技术难点、换乘段地下连续墙围护结构和施工质量控制,主要包括严格施工工序和成槽顺序、制备好新型泥浆、认真检测成槽形状、做好清孔换浆和接头洗刷、保证墙段连接质量、精心制作与吊装钢筋笼、控制好混凝土浇筑质量,可供同类工程参考。

地铁换乘站无槽壁加固地下连续墙成槽施工数值分析

以南通地铁1号线能达商务区站地下连续墙工程为背景,运用FLAC3D数值模拟软件,分析地下连续墙成槽施工过程对周边土体的影响,选取该工程标准槽段换乘区段,分析1 m、3 m以及5 m步长三序成槽开挖对槽体侧壁位移影响、不同泥浆重度护壁下的侧壁位移,以及不同开挖步幅对土体沉降的影响,为施工决策提供技术参考。