盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究

针对盾构法施工过程中产生的土体损失,补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模拟,研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑,重点研究了既有土体损失情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律,研究结果表明,盾构隧道开挖过程中,地表沉降可以用Peck公式有效预测,且沉降最大值与土体损失率呈线性关系,隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性区。补偿注浆过程中,土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型(HSS)进行数值模拟,模拟结果与试验规律对应良好,进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。

不同埋深下盾构隧道开挖及补偿注浆对地表隆沉变化影响的室内试验

采用二维隧道模型试验,探究砂土中不同埋深下盾构隧道开挖及补偿注浆对地表沉降变化的影响规律.试验表明,对于不同埋深的工况,盾构隧道开挖引起的地表沉降均可以用Peck公式有效预测,埋深C/D对地表沉降槽形状具有显著影响,且沉降最大值与土体损失率基本呈线性关系.正常体积范围补偿注浆时,随着埋深增加,地表最大抬升值不断减小,地表抬升范围逐渐增加.当补偿注浆体积达到某一值后,不同埋深工况地表最大抬升值与土体补偿率基本均呈线性关系.超体积补偿注浆时,超体积补偿注浆引起的地表最大抬升值与土体补偿率继续保持线性关系.随着土体补偿率的提升,不同埋深导致的地表抬升范围差异逐渐减小.

置于岩石地基的独立基础力学特性研究

置于岩石地基上的柱下独立基础长期以来都是按照国家及地方相关规范进行设计,即将基础视为弯剪构件进行受弯和受剪承载力验算。由于岩石地基与土质地基的压缩变形差异很大,使得基础设计与其实际受力特性不符,由此造成的独立基础设计缺陷在高层和超高层中尤为严重。基础自身刚度及地基的压缩变形是影响其受力特性的主要因素。通过数值模拟和试验结果分析得到以下结论:置于硬质岩石地基上的独立基础为受压构件;置于软质岩石地基上的独立基础在满足一定高度的条件下也为受压构件。在岩石地基上不能做柔性基础,必须满足最小高度的条件才能使上部荷载在独立基础内充分扩散并均匀传给地基。在没有配置钢筋的情况下独立基础以局压破坏为先。