地质雷达在昆仑山隧道病害检测中的应用

青藏铁路全线开通运营已近4a时间,为掌握隧道的实际运营状态,特对处于高寒地区永久冻土隧道之一的昆仑山隧道的病害状况进行无损检测。为不影响隧道正常运营,在无列车通过期间采用地质雷达进行检测。检测结果表明:隧道在高寒恶劣环境中,衬砌总体外观质量不佳,在两端洞口段有渗水疏松掉块现象;衬砌背后空洞缺陷等级为严重、极严重地段的测线长度分别为59和61m,分别占总测线长度的0.70%和0.72%;衬砌背后回填不密实缺陷等级为严重地段测线长度为10m,占总测线长度的0.12%。检测数据同时也表明,温度和冻胀因素使处于高寒恶劣环境中的隧道更容易发生病害,严重影响耐久性。检测结果为隧道正常运营和以后的病害治理提供可靠的依据。

地质雷达在风火山隧道病害检测中的应用与结果分析

青藏铁路全线开通运营以来,对处于高寒地区的永久冻土隧道之一的风火山隧道的质量状态首次进行了无损检测。风火山隧道处于高寒永久冻土区,隧道全部处于冻岩中,两端洞口主要为砂岩与泥岩,并且为富冰冻土。受到季节性冻融的影响,隧道病害比较突出,主要表现为衬砌裂缝,漏水涌水,衬砌酥松剥落。为了准确地掌握风火山隧道衬砌结构质量状态,本文首次应用于风火山隧道衬砌结构的质量检测。该检测设备一改传统破坏式的检测方法,具有快速、简捷、无损、灵活的特点。通过对现场数据处理分析,可以精确探测衬砌厚度,查明衬砌背后存在的空洞和回填不密实区域。检测结果表明,隧道在高寒恶劣环境中,衬砌总体外观质量尚好,但是在两端洞口段有渗水现象;衬砌背后空洞缺陷等级为严重地段测线长度为20m,等级为极严重地段测线长度为98m;衬砌背后回填不密实缺陷等级为严重地段测线长度为41m,等级为极严重地段测线长度为33m。检测结果与实际病害情况基本相符。

地铁车站一次扣拱暗挖逆作体系模型试验研究

基于地铁暗挖车站一次扣拱逆作结构的1∶20三跨的较大比例模型实验,通过严格按照实际开挖过程模拟,对围岩与结构的关键部位进行力学和变形连续测试,包括初期支护、二次衬砌、中柱、地层应力及地中和地表位移。实验表明:拱顶位移均受到各自导洞的开挖影响最大,约占其全部位移的一半;地表位移受导洞开挖影响最大,且随导洞增多而变大,当两侧的4个导洞都开挖完后,其位移大约为总位移的一半多;初衬应力有拉有压,表现为随测试部位的不同而有差异,初衬的临时竖向支撑和仰拱为压应力,拱腰部位为拉应力,在导洞开挖过程中,初衬基本表现为压应力,随着拆除中间支撑,初衬的力学性状转换为拉应力,直到二衬施工完毕后,拉应力变小;钢管柱是传递和承受荷载的主要部件。实验结果完善了设计理论,有利于促进该工法的进一步推广应用。

山岭地下复杂群洞开挖施工对环境影响的数值模拟研究

基于新建京张线八达岭地下车站超大跨及群洞的特点,采用大型非线性有限元软件ABAQUS模拟大规模复杂洞室的开挖全过程,对深埋群洞11种结构断面的整个开挖过程进行模拟分析,并且对开挖断面和开挖顺序进行优化,以尽可能地减少对围岩的扰动,特别是地表沉降控制,在计算过程中将地表沉降位移结果作为对环境的影响指标。计算结果表明:在地下群洞开挖过程中,由于群洞埋深较大的原因对地表的影响不大,引起的地表位移为3.5 mm,在允许的范围内,说明设计方案比较合理,对设计施工具有指导意义。

热力隧道在非降水施工中的力学特性监测

城市热力供水工程逐渐由近地层明挖向深地层暗挖转移,通过对北京市两个典型地质热力隧道的现场原位的监测,分析浅埋暗挖热力隧道在非降水施工过程中对于砂卵石地质和粉质黏土地质条件下的初支结构内力、围岩性状、水文特征的变化及对地层的影响.试验监测结果表明,隧道围岩的土压力分布不同,水压力分布相同,初衬钢筋内力分布不同,砂卵石地质条件下的隧道初衬受力情况较好,隧道开挖对地表沉降影响较小,研究结果可在开挖城市供热、供水及供气等小断面隧道时参考.

深埋地下车站双岩柱开挖方法的模拟研究

基于新建京张铁路八达岭地下车站超大跨的特点,研究其大埋深和大跨度开挖时采用双岩柱法的围岩和支护力学性能。车站埋深达75m^110m,跨度43.87m,高度21.7m,长度495m,断面面积为857.1026m2,如此大的地下车站在国内尚属首例,世界罕见。采用大型非线性有限元软件ABAQUS模拟计算双岩柱法开挖和支护全过程,得出每一开挖步围岩应力,锚杆轴力,衬砌应力,围岩变形的力学参数。计算结果表明,岩柱在开挖过程中发挥了充分的作用,对围岩应力,拱顶沉降起到了非常好的作用,使得地表沉降控制在合理的范围内,说明设计方案比较合理,双岩柱法在较好的围岩中对施工具有快捷和维护围岩稳定的作用。

用摄动法分析加筋土挡墙的沉降

加筋土在土木工程中越来越得到广泛的应用,受到更多关注的是它的沉降和稳定,摄动法可以将非线性问题转化为多个线性问题求解,文中介绍用摄动法分析加筋土挡墙并得出其沉降的方法。

深埋多层大跨铁路车站施工对八达岭景区影响的数值分析

在国家著名风景区下面修建多层大跨交通车站结构,具有复杂的施工程序和较大的施工难度。随着如何验证在施工过程中,景区文物有没有受到较大影响,成为工程建设前必须要解决的现实问题。针对新建京张城际铁路八达岭地下站这一实际工程,利用ABAQUS软件,分别建立了在八达岭山体中开挖斜井、竖井群洞和车站主体结构施工的三维有限元模型,模拟了斜井开挖、车站施工过程中对围岩及地表环境的影响。数值分析表明,在推荐的施工方案下,围岩位移和围岩应力均没有超过允许值,地表沉降对景区影响甚微,为该工程的实施提供了依据和指导作用。

深埋超大跨单拱隧道开挖与支护参数优化研究

研究目的:基于新建京张铁路八达岭4线隧道超大跨、超大断面单拱的特点:跨度达27.3 m,高度达18 m,断面面积为386.56 m2,如此大的单跨在国内尚属首例,在开挖过程中,拟定四种开挖方案:单侧壁导坑法、单岩柱法、CRD四洞法和CRD六洞法。利用有限元软件对四种开挖方案进行数值模拟开挖和支护全过程仿真计算,得到最优的开挖方案。研究结论:通过在开挖支护过程中对围岩最大拉压应力、拱顶沉降、地表沉降、锚杆轴力、衬砌最大拉压应力等7个指标参数的比较,提出优化的开挖方法为单侧壁导坑法,其次是CRD六洞法,并且采用0.3 m厚的喷射混凝土衬砌和5 m长的锚杆(间距1.5 m×1.0 m)作为支护参数。该结论对设计施工具有指导意义。

城市地下浅埋/超浅埋暗挖大变断面工法重点控制技术要点及对环境影响监测

建造地下工程有时会遇到变断面开挖的情况,在此情况下,用盾构和机械施工很难做到,而且施工要素的控制和工程质量的保证相对难以把握,本文就着重对大变断面暗挖施工的工程控制技术要点和引起的环境影响做一些探讨,从施工过程技术探讨对工程质量和环境的影响。

主应力轴旋转分析及WB模型的应用

岩土材料在主应力轴旋转作用下会产生无法忽视的塑性体变以及不可逆剪应变,为探讨主应力轴旋转作用产生变形的根源,对主应力轴旋转过程进行分解,主应力轴在物理空间中转动步骤可分解为绕任意三个XYZ轴的自旋转相叠加的过程,分析单元体在物理空间中围绕单轴旋转过程,建立物理空间中主应力轴旋转角与莫尔圆中剪正应力比反正切值的关系。利用所提的考虑主应力轴旋转的增量模型,对于纯主应力轴旋转在循环加载以及正反旋转加载作用下的变形以及三轴压缩进行模拟,模拟结果表明,所提模型可有效的用于模拟主应力轴旋转作用下岩土材料的变形预测。

跨海隧道深大盾构井加固范围计算分析

当前盾构井的加固范围基本上以经验为多,本文基于深圳妈湾跨海通道盾构始发井和接收井的加固范围计算分析方法,首先根据地质条件和参数计算典型断面的土压力和水压力的分布曲线和合力,然后采用三种不同的理论方法进行计算,分别得到不同加固数值,通过分析和安全考虑,采用包络的方法取三种计算范围的最大值作为加固范围,本文可为盾构井的加固范围计算提供一定的参考意义。

天津国家会展中心人防基坑设计关键问题和支撑方案选型

天津国家会展中心人防基坑深度近8m,面积约4.6万m^2,地层软土非常厚,地下水位很浅,结合当地经验,采用三轴/双轴搅拌桩作为止水帷幕,混凝土内支撑与支护桩作为支护结构体系,对内支撑提高开洞率,可以节省材料减少拆除量,节约工期减少造价等。经过计算和专家论证表明,采用内支撑体系支护结构合理受力,整体性能好,符合当地的习惯性支护结构,开洞率的提高,也提升了绿色建筑的占比,本次支护可为类似工程提供很好的借鉴。

天津国家会展中心软土狭长基坑支护型式选择

国家会展中心项目位于软土特征明显的天津市.该类地区具有强度低流变性大等特点,结合该项目基坑工程特点及软土自身受力特点,对该项目东西侧管沟狭长基坑支护型式进行对比计算;通过分析各种支护型式的受力特点,选择适合该项目的最优支护方案。最后,总结设计经验,为以后该地区类似工程提供参考。