基于正交试验的盾构掘进江底变形分析与施工方案优化

盾构隧道的施工易引发开挖面上层土体松动塌陷,造成邻近建筑物沉降破坏。针对盾构隧道施工地层变形的问题,依托南京建宁西路过江通道工程,建立有限元模型模拟盾构隧道开挖过程,探究盾构掘进对河床沉降、深层土体水平及竖向位移等影响。以河床表面最大沉降、沉降影响范围、拱顶竖向位移、隧底隆起为指标,支护应力比、埋径比、盾尾注浆压力、泥浆相对密度等为影响因素安排L16(45)正交试验,分析各个影响因素的显著性及主次顺序,结果表明支护应力比和泥浆相对密度对各项指标影响程度较小,可采取最经济水平。由此得到最优水平组合为A_(4)B_(1)C_(4)D_(3)和A_(4)B_(2)C_(4)D_(3),并设计优化追加试验,追加试验方案1减小了埋径比,增加了盾尾注浆压力,结果表明其对地层变形的控制效果更好,为优选方案。

基于Abaqus对断层错动下高速铁路隧道衬砌受力变形模拟研究

以杭温高速铁路某区间隧道为研究对象,采用Abaqus软件建立三维分析模型。通过对断层上、下盘强制施加位移边界条件,分析断层错动下铁路隧道衬砌结构受力变形机制,探究不同断层位错量、断层宽度及倾角下衬砌结构弯矩、应力和竖向位移的变化规律。结果表明,由于断层上下盘的相对错动导致隧道衬砌结构的弯矩、应力和竖向位移变化都会在断层破碎带附近发生激烈波动;衬砌左、右拱腰处主应力峰值在围岩与断层破碎带交界处出现最大和最小值,且其值随着断层位错量的增大而进一步增大;在一定的断层宽度和位错量下,衬砌拱腰处会产生拉应力和压应力,导致衬砌结构极易发生弯曲变形以及拉扭破坏。

断层作用下高铁隧道受力变形模拟研究

选取杭温高速铁路某段隧道区间为研究对象,将位移边界条件施加于断层的上盘、下盘处,运用ABAQUS软件构建三维模型,对在错动的断层下铁路隧道衬砌结构的外力响应变形机制进行分析,以探讨断层位错量、断层宽度、倾角对衬砌结构弯矩、应力、竖向位移的影响规律。研究显示,在断层上下盘相对错动的影响下,在断层破碎带的边界交接处隧道衬砌结构的弯矩、应力、竖向位移变化均会产生剧烈紊动;衬砌左、右拱腰处的主应力峰值随着断层位错量的增加而进一步增加,在围岩与断层破碎带交界处达到最大和最小值;在一定的断层宽度和位错量范围内,衬砌拱腰处可能发生拉应力和压应力,从而导致衬砌结构易于发生弯曲变形和拉扭破坏。

循环荷载下钢管混凝土与钢筋黏结的试验研究

为探究循环荷载下配筋钢管混凝土构件黏结锚固性能,对配筋钢管混凝土试件开展了单调加载和循环加载试验.通过单调加载试验,对比分析了黏结力与滑移量之间的响应关系;基于单调加载试验结果,对若干配筋钢管混凝土试件在单轴循环荷载作用下的黏结特性进行了试验研究,考虑包括箍筋配置、黏结长度、钢筋直径、加载次数等因素对黏结性能的影响规律,分析了不同试件黏结力的退化机制及其破坏模式.结果表明:箍筋提高了试件承受循环荷载作用的能力,配筋钢管混凝土试件的黏结力和延性随黏结长度、钢筋直径的增加而增大,配筋钢管混凝土试件中钢筋的黏结力及延性随着前期承受循环荷载的加载次数的增加而降低,配筋钢管混凝土黏结破坏时整个黏结区域相对比较平滑,变形肋印迹不明显.

断层错动对高速铁路隧道衬砌结构受力变形特性的影响研究

以杭温高速铁路某区间隧道为研究对象,采用Abaqus软件建立三维分析模型。通过对断层上、下盘强制施加位移边界条件,分析断层错动下铁路隧道衬砌结构受力变形机制,探究不同断层位错量、断层宽度及倾角下衬砌结构弯矩、应力和竖向位移的变化规律。结果表明,断层宽度和倾角变化对隧道衬砌竖向位移有重要影响。断层宽度和倾角越大,对衬砌拱底隆起变形影响越大。

半封闭地下空间中盾构掘进对土体的扰动分析

为分析半封闭地下空间中盾构掘进对周围土体及结构的影响,以上海市轨道交通7号线某盾构区间侧穿地下连续墙为背景,进行了现场数据监测及三维有限元数值模拟.研究结果表明:地下连续墙在束缚了土体侧向位移的同时,盾构掘进使软土向隧道侧产生位移,并增大了土体的竖向位移;在盾构掘进过程中,地下连续墙所围半封闭空间体内土体中土压力近似正态分布,超孔隙水压力先增后减,且由于地下连续墙的挡土效应,它们的积聚过程加剧、消散过程减缓;超孔隙水压力的升降会显著影响到邻近地下结构的安全,通过调控注浆压力、盾构掘进速度和布设砂桩等措施,可有效减缓超孔隙水压力的变化和“削峰”,降低对周围土体的影响,维护邻近结构安全.

高压气扬水泵泵水效率影响因素试验研究

为解决我国偏远山区结构性缺水问题,开发了一套基于气液能量转换原理的新型提水装置。采用室内模型试验开展了考虑扬程、进气管直径以及泵水管直径3个因素的多工况试验研究。通过对试验数据以及观察到的试验现象的分析,探究了3个影响因素对泵水效率的影响规律,试验结果为该套装置在实际工程应用时的系统参数选取提供了科学试验依据。

PC桩联合塑料排水板堆载预压法处理软基数值模拟探析

文章选取软土层较为深厚的昆山市312国道青龙港桥头段为研究对象,采用PLAXIS 2D建模分析了PC-400预应力混凝土管桩桩间距以及塑料排水板堆载预压法对地基沉降的影响。结果表明:在桩间距2.0~3.2m范围内,随着桩间距的减小,工后沉降逐渐减小,但减小幅度也随之下降,间距小于2.6m,处理效果变化不大;塑料排水板堆载预压法能较大缩短预压时间,就该工程实例而言,采用14m长的塑料排水板预压3个月可达到无排水板预压6个月的效果。