盾构穿越软土地层预加固数值模拟与变形控制

依托佛山地铁3号线创驹区间盾构隧道工程,采用数值模拟得到不同加固方式下的地表沉降和隧道变形,研究了盾构穿越全断面软土地层时的变形规律,提出一套盾构安全穿越加固建议,并结合现场实测,验证了模拟结果的正确性。研究表明:盾构在全断面软土地层中推进时,地表沉降、隧道拱顶沉降和水平收敛值均不断增大,且主要发生在盾构通过时及盾尾管片脱出后,同时该段也是预加固的主要作用范围;先行隧道对地表沉降影响大于后行隧道;盾构穿越未加固土层时地表沉降、隧道拱顶沉降、水平收敛最大值分别为27.7 mm、13.78 mm、10.57 mm,采用超前预注浆加固时各变形分别为未加固的57.0%、69.1%、61.0%,采用三轴搅拌桩预加固时各变形分别为未加固的32.1%、50.2%、43.0%,预加固可有效控制变形,且三轴搅拌桩变形控制优于超前预注浆加固。当盾构区间地面环境复杂,不具备地面加固条件时,建议采用超前预注浆加固控制地表沉降量及隧道变形。

拓宽路基差异沉降主控因素分析及地基处理选择依据研究

以山东省某高速公路路基改扩建项目为例,采用FLAC有限差分软件模拟了路基拓宽施工及工后沉降过程,研究了路基拓宽宽度、路基填筑高度、路基填料模量、新旧路基模量比、路基土体黏聚力和路基土体内摩擦角6种因素对拓宽路基差异沉降的影响,并通过正交分析法确定了拓宽路基差异沉降的主控影响因素。研究结果表明,路基拓宽宽度、路基填筑高度和新旧路基模量比为拓宽路基差异沉降的主控因素;重点针对新旧路基模量比对拓宽路基差异沉降的影响开展了单因素分析,提出了主次加固区概念,并分析提出了地基处理方案选择依据。研究结论对于公路拓宽路基差异沉降的控制有着重要参考价值。

氯离子侵蚀环境下钢筋混凝土材料本体强度退化规律研究

在钢筋混凝土中,钢筋表面的氧化膜在处于氯离子侵蚀环境下时极易破坏并导致钢筋锈蚀,由此引发钢筋混凝土膨胀开裂,使结构强度下降。目前已有相关研究针对钢筋混凝土锈蚀问题进行了探讨,但得出的结论并不统一,原因在于氯离子侵蚀对素混凝土和钢筋这2类主要组成成分的影响规律不明确。为解决该问题,分别针对素混凝土和钢筋开展了素混凝土氯盐浸泡试验和电化学加速钢筋锈蚀试验,并得出如下结论:氯离子侵蚀使素混凝土抗压强度和锈蚀钢筋屈服强度小幅降低,这表明钢筋混凝土的破坏主要是由于并锈胀开裂而非材料本身的强度腐蚀。同时,分析了钢筋锈蚀的变异系数,并建立了锈蚀钢筋屈服强度计算模型。

上覆荷载对重塑粉质黏土补水冻胀特性影响

在冻胀融沉预测与控制问题中,外荷载特别是较大荷载抑制冻胀的作用及冻胀变形规律是预测与控制冻胀变形的关键。通过补水条件下荷载对重塑粉质黏土冻胀试验,研究不同荷载水平对重塑粉质黏土冻胀特性的影响及演变规律。结果表明:不同荷载作用试样降温规律类似,主要分为恒温、温度迅速下降、温度缓慢降低和温度稳定4个阶段,总体表现为荷载越大,温度下降速度越快;不同荷载作用下冻结锋面随时间变化的发展曲线均呈对数增长趋势,随荷载增大,冻结前期冻结锋面发展速度加快,中后期锋面发展速度减慢,锋面位置高度随荷载增大而降低;随荷载增大,起始冻胀量出现的时间延后,冻胀量发展达到稳定的时间缩短,冻胀量发展速率减小,且冻胀量减小,无荷载作用下土样最终冻胀量为200 kPa下的6.4倍;冻胀率随上覆荷载的增大呈指数规律递减,无荷载作用下土样最终冻胀率为200 kPa下的5.6倍。

深厚软流塑地层预加固对盾构隧道掘进变形的影响

目的 以佛山地铁3号线工程为依托,研究深厚软流塑地层预加固对盾构隧道掘进变形的影响。方法 采用格栅式三轴搅拌桩进行预加固处理,利用Plaxis 3D数值软件通过实测验证的数值模拟方法,模拟分析不同加固范围及隧道埋深在双线盾构隧道掘进时对地表竖向位移的影响。结果 采用格栅式三轴搅拌桩加固处理时,当控制加固深度及宽度分别为隧道拱顶上部0.5 D到拱底下部0.5 D和隧道左右两侧各0.5~1 D之间,加固效果显著,最大沉降值由未加固时27.7 mm减少到8.9 mm,为未加固的32.1%;先行隧道大于后行隧道对地表沉降的影响,地表沉降槽最大值偏向先行隧道一侧;当隧道埋深达到3 D,即可有效减少隧道掘进对地表沉降的影响。结论 合理控制三轴搅拌桩预加固范围、掘进参数和合理的隧道埋深能有效减少隧道掘进对地表沉降的影响。

MJS水泥土的试桩成桩效果分析

以南京地铁7号线中胜站全断面承压含水砂层MJS加固下穿既有运营10号线车站工程为背景,基于试桩芯样对MJS水泥土试桩成桩效果进行研究,研究不同桩型、不同水泥掺入比、不同地层下各部位MJS水泥土试桩的成桩效果(加固范围、成桩质量、抗压强度、弹性模量、水泥含量),并与室内MJS水泥土强度数据比较。结果表明:全圆桩整体成桩效果优于半圆桩,断面上部芯样强度最大,中部次之,下部最小;半圆桩50%掺入比成桩效果最佳,60%次之,45%最差,断面中部芯样强度最大,上部次之,下部最小;芯样强度与弹性模量随掺入比增加而增大,且表现为脆性破坏;粉砂层芯样强度较大,且脆性更明显;全圆桩芯样强度较大,脆性较半圆桩弱;因现场施工与养护条件不均匀、钻孔取芯损伤等因素,室内水泥土强度远大于试桩芯样,为其3~4倍;实测水泥含量较设计值低8.8%~9.8%,尚未达到设计掺入比要求,需要进一步优化施工参数,半圆桩50%及全圆桩45%掺入比区域水泥含量与强度变化规律相对应。

机场道面结构荷载作用深度的数值模拟

随着科技的日益发展,民航事业的突飞猛进,针对机场道面的研究也越来越多。在飞机往复的起飞与降落作用下,许多的因素会对道面产生不同程度的影响,以至于对机场道面的建设会产生许多的要求。其中,荷载作用深度对道面会产生不可忽视的影响。因此,文章通过利用有限差分方法进行数值模拟,对机场道面的荷载作用深度进行研究。研究表明,在道面下一定深度范围内,道面荷载会对道面产生影响,且影响大小随深度逐渐降低;超出这个范围,道面荷载对道面的影响太小基本上可以忽略。