富水岩溶地层深基坑工程监测数据分析

以大连后盐站富水岩溶地层深基坑工程为研究对象,编制后盐站一期主体基坑工程变形监测方案。以工程实际监测数据为依据,通过对比分析不同监测项目监测点位移变形趋势及变化规律,得出:深基坑开挖对坑外地表沉降的影响在横向上表现为最大沉降点随基坑开挖由基坑边缘逐渐向外移动到一定距离;施工后期,支护桩的水平位移呈现出随开挖深度先增大后减小的“弓形”变化趋势;基坑开挖会对邻近桥墩产生一定的扰动。

流固耦合作用下基坑开挖对邻近桥桩的影响分析

为研究基坑开挖对邻近桥桩变形的影响,基于Biot固结理论,结合修正莫尔-库仑本构关系,建立考虑流固耦合的三维有限元分析模型,对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟,分析了基坑开挖过程排桩变形、坑外地表沉降及邻近高架桥桩位移分布规律。研究结果表明:基坑开挖的卸载特性引起排桩竖向位移整体不断增大;基坑开挖过程中,坑外地表沉降沿基坑开挖垂直方向呈V形分布;分步降水对于邻近桥桩的基坑开挖更具有可靠性,基坑的每步降水与前一步开挖引起的高架桥桩沉降变化量呈减小趋势,桥桩水平位移与开挖深度具有正相关关系;远离基坑的桥桩水平位移随桩体深度的逐渐增加而减小,邻近基坑的桥桩水平位移随桩体深度的逐渐增加先增大后减小。

大连地铁5号线后盐站深基坑止水帷幕优化研究

为了研究大连地铁5号线后盐站深基坑止水帷幕优化方案,运用Midas GTS NX有限元分析软件建立不同止水帷幕的数值计算模型,分析了不同止水帷幕深度、厚度和渗透系数对稳态渗流场的影响,进一步分析了总水头、孔隙水压力、流速及渗流路径的变化规律.研究结果表明:止水帷幕深度与基坑深度比为1.22时,止水帷幕达到最佳的截水防渗作用;止水帷幕厚度与基坑抗突涌稳定性存在正相关关系,渗流流速随着厚度的增大而减慢,但厚度超过1.0 m后无显著现象;止水帷幕的渗透系数与基底水力梯度呈现负相关,但随着渗透系数的减小致使水力梯度变化有所减弱.

富水岩溶地区溶洞对深基坑稳定性的影响研究

为了研究富水岩溶地区溶洞对深基坑稳定性的影响,运用有限元软件MIDAS GTS NX建立溶洞位于不同区域的深基坑三维有限元分析模型,结合修正摩尔库伦本构关系,分析了支护桩内力、基坑坑底隆起及孔隙水压力的变化规律,针对影响较大区域溶洞进行了有效的岩溶处理措施及注浆前后的效果对比。研究结果表明被动区溶洞对支护桩内力影响最为显著,过渡区及主动区溶洞影响程度依次减小,基坑支护桩轴力的变化趋势随着深度增加呈现出“N”形;被动区溶洞的孔隙水压力呈现阶梯型变形趋势;对于被动区溶洞采取降水开挖前岩溶处理,通过富水岩溶地区进行数值模拟确定的不同区域溶洞对基坑稳定性具有一定的指导意义,可为富水岩溶地区深基坑工程的设计与施工提供参考。

软岩地层盾构隧道施工引起的地层沉降预测

结合统一土体移动模型,基于相似理论设计并开展室内模型试验,考虑岩质材料物理力学参数对盾构施工引起地层扰动范围的影响,通过对Verriujt公式进行修正,建立适用于软岩地区盾构施工引起的地层沉降预测的计算方法。研究表明:由修正的Verriujt计算公式得到的沉降值与试验值吻合较好。Verriujt计算公式所得沉降曲线与模型试验结果相比,沉降曲线的曲率相似,但对于不同深度地层,愈接近地表吻合程度愈差。由统一土体移动模型得到的沉降槽最大沉降值比试验值偏大;盾构施工在软岩地层引起的最大沉降发生在隧道上方,沿水平方向呈非线性减小;软岩地层上覆不同土体时,修正的Verriujt公式仍具有较好的吻合性,通过算例分析证明了其对实际工程中由盾构施工引起的地层沉降预测的可靠性。

岩溶区隧道盾构法施工的相似模型试验设计

为了更好地指导岩溶区盾构隧道的设计与施工,依托大连地铁五号线岩溶区段采用盾构法施工的隧道工程,基于相似理论进行了室内模型试验设计,并对模拟过程中模型箱优选、相似材料配制、盾构开挖装置制备、隧洞方案设计等工作进行研究,使之能够开展多种类型条件下的溶洞-土体-隧道组合模型试验,进而探究影响试验结果的主要因素,并可由模型试验结果来预测原型的性能,从而为岩溶地区盾构隧道工程的设计与施工提供技术支持。本次试验设计是针对岩溶区进行的盾构开挖全过程模型试验,可以为类似工程的模型试验研究提供参考。