复合成层地层盾构隧道施工引起土体变形计算研究

为解决盾构上部多层水平覆土且开挖面内上下水平分层的复合地层条件下盾构施工引起的土体变形问题,在统一土体解析解法的基础上对其中土质条件影响参数进行修正,使其可以进行复合地层条件下的土体变形计算,并对土体移动焦点范围进行了重新的划分。将修正后的统一土体解析解法与类随机介质理论相结合,得到可以解决盾构开挖面上存在多种土层情况的计算方法,并且可适用于任意开挖面形状的盾构施工。研究结果表明:经过多组工程案例验算,验证了方法的可行性;开挖面上某一土层厚度等量增加会使土体变形发生非线性变化;由于土体损失比变形传递路径对土体变形的影响更大,相同洞径比下的土体变形可能存在差异。

考虑地层损失的隔离桩对基坑旁侧盾构隧道变形保护研究

基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地层损失,推导了基坑卸荷引起的附加应力计算公式,基于Kerr地基模型并对地基系数做出调整,得到隔离桩挠曲变形计算公式,建立隔离桩挠曲变形影响区,根据影响区的地层损失推导了既有隧道水平位移计算公式,同时进行了案例验证与影响因素分析,对隔离桩的“牵引作用”与“保护作用”在理论上做出了解释。研究结果表明:计算结果与工程实测数据及数值模拟结果相互吻合;设置隔离桩能够有效降低隧道水平位移,起到很好的保护作用;保护作用随着隔离桩桩长的增加而逐渐增加;桩长达到临界点后,隔离桩“牵引作用”产生,保护作用随桩长增加而减小;桩间距较小时保护效果较好;隔离桩设置靠近基坑一侧时保护效果明显优于设置在靠近隧道一侧。

复合地层中双线隧道引起的土体位移预测

为研究双线平行隧道穿越上软下硬地层引起的地表及深层土体位移规律,根据复合地层开挖特点,基于Mindlin解和随机介质理论推导了双线隧道施工引起的土体竖向位移计算公式,结合工程实测数据进行了可靠性验证。结果表明计算结果与实测数据变化规律相类似,土体损失是引发地层沉降的主要因素,且随着土体深度的增加,沉降槽宽度减小,中心沉降值增大,单双线工况下沉降曲线分别为V形和W形;随着开挖间距减小,土体总体沉降量将会增大。研究可为复合地层中双线隧道掘进引起的土体竖向位移预测提供参考。

盾构穿越土岩复合地层引起的土体位移研究

为研究土岩复合地层中盾构掘进引起的土体位移规律,基于Mindlin解和随机介质理论推导了隧道施工引起的土体位移计算公式,依托实际工程对地表及深层土体沉降规律进行了计算和可靠性验证。结果表明计算曲线与实测数据相吻合。随硬岩比增大,隧道施工引起的横纵向地表沉降值、横向沉降槽宽度均有所减小;硬岩层会减弱刀盘附加推力(p1)、盾壳侧摩阻力(p2)和土体损失对上部土体变形的影响,但附加注浆压力(p3)的影响将会增大。研究可为盾构穿越土岩复合地层引起的土体竖向位移预测提供参考。

土岩复合地层中盾构施工引起的地表位移预测

盾构穿越上软下硬土岩复合地层时极易引起地表沉降。为探究其规律,分析了盾构开挖面在复合地层中的收敛模式,考虑了层状地层对地表位移的影响,对传统的随机介质理论进行了简化,推导了复合地层中盾构施工引起的地表位移计算公式,依托杭州环城北路—天目山路盾构隧道工程进行了地表沉降的计算和可靠性验证,搜集并分析了26组地表沉降实测数据,反分析计算得到了对应的土体损失率,并进一步分析了土体损失率的分布及取值规律。结果表明:简化方法与传统随机介质理论计算结果相近,计算曲线与实测数据相吻合;复合地层中的土体损失率分布在0.09%~2.2%,与黏性土中类似;同一工程(区段)中土体损失率随硬岩比的增大而减小,且大致呈线性相关。

盾构隧道内堆载引起的隧道转动和错台变形计算

盾构隧道内堆载可以有效抑制隧道的上浮变形。为研究隧道内堆载对隧道纵向沉降及变形的影响规律,采用综合考虑管片环间错台和转动变形效应的协同变形模型,推导计算堆载引起的隧道附加荷载,通过最小势能原理求解隧道纵向沉降、环间剪切力、错台量和转角,并研究不同堆载大小、堆载长度、土质条件对隧道纵向沉降及位移的影响规律。研究结果表明:1)采用该计算方法得到的结果与实测值和数值模拟结果比较吻合,说明方法可靠;2)堆载引起的隧道附加应力和沉降沿隧道纵向呈正态分布,堆载中心处最大,且与堆载大小近似成正比;3)隧道环间错台量、转角及剪切力三者变化规律相同,在堆载中心处近似为0,但在中心两侧急剧增大;4)随着堆载长度的增加,隧道沉降量相应增大,但增大速度逐渐减缓;5)不同土质条件对隧道堆载引起的隧道沉降量及沉降范围均有较大影响。

盾构近距离穿越既有地铁隧道变形控制措施研究

盾构近距离穿越既有地铁隧道施工风险较大,需采取专门的变形控制措施来保护既有隧道的结构安全,对变形控制措施展开研究十分必要。从下穿、上穿和夹穿3种工况出发,整理分析目前国内关于变形控制措施的研究现状,介绍不同工况下常见控制措施并进行分类,研究注浆加固、隧道内压重、MJS桩、加强型管片及隧道内支撑等几类常见控制措施的原理,分析其主要研究内容及研究成果,提出现有研究的不足并给出建议。

车辆荷载下沉管隧道动力响应有限元分析

依托宁波甬江沉管隧道工程,利用MIDASGTSNX软件建立沉管隧道三维有限元模型。采用非线性弹簧模拟接头,选取影响接头刚度的主要部件,依据各部件材料特性对接头各向刚度进行取值。通过对路床网格节点添加线性变化的荷载来模拟车辆行驶,对管节及接头产生的动力响应进行分析。结果表明,有限元计算结果与理论计算结果得到的管节中点竖向位移幅值接近,说明有限元模型的可靠性;江中段管节中点竖向位移较岸边段大,靠近岸边的接头两端竖向位移差较中间接头大;车辆荷载下沉管段最大主应力的最大值出现在沉管段北端的顶板处,且靠近岸边的接头剪力和弯矩大于中间接头,需要重点监测。

盾构下穿既有地铁隧道环向围压及受力变化

为研究盾构近距离下穿对既有隧道管片环向内力的影响,综合考虑盾构正面附加推力、侧摩阻力、盾尾附加注浆力及土体损失4个因素在水平及竖直方向上产生的附加应力,提出一种既有隧道在附加应力作用下的围压重分布模型,推导了既有隧道环向围压的计算公式,利用修正惯用法计算了相应围压作用下的衬砌内力。结合具体工程案例,研究了盾构下穿前后既有隧道的环向围压、弯矩、轴力及剪力的变化,分析了下穿盾构埋深、盾构掘进位置及研究断面变化对环向围压的影响规律。研究结果表明:盾构下穿会引起既有隧道环向围压、弯矩、剪力和轴力减小;随着盾构埋深增加,既有隧道受到的附加围压及弯矩的影响逐渐减弱,且减小速度逐渐放缓;在穿越过程中,既有隧道受到的影响先增大、后减小,且在隧道上下拱顶位置的附加围压及弯矩变化较大;当既有隧道上的断面逐渐远离穿越中心点时,环向附加围压的分布模式由"竖椭圆分布"逐渐变为"横椭圆分布"。

类矩形盾构隧道下穿引起既有隧道竖向位移计算方法研究

为探究类矩形盾构隧道施工对既有隧道造成的影响,得到既有隧道竖向变形规律,基于随机介质理论并结合累积概率曲线计算土体损失造成的土体竖向位移,再通过转动错台协同变形模型计算既有隧道竖向位移;针对新建类矩形盾构隧道下穿既有隧道,以土体损失作为造成既有隧道沉降的唯一因素开展室内模型试验,并对拱顶位移进行施工全过程测量,将实测值与理论计算结果进行对比验证。研究结果表明:1)理论计算结果与实测值较为吻合,证明了理论计算方法的可靠性;2)类矩形盾构隧道下穿既有隧道造成既有隧道沉降的规律与圆形隧道一致;3)由于土体损失,新建隧道下穿会导致既有隧道发生沉降,在新旧隧道投影交汇处的既有隧道拱顶变形最大;4)既有隧道拱顶沉降变形随着开挖面的掘进逐渐增大,且存在一个快速变形的阶段。

盾构施工中整环注浆对地表隆沉位移的影响研究

盾构施工中注浆是非常重要的一环,研究注浆对周围土体的影响规律有助于控制土体位移。分析了盾构隧道施工中整环注浆对地表位移的影响,用体积膨胀来模拟注浆效果,建立了4种注浆膨胀模型,基于随机介质理论推导了注浆环膨胀引起的土体位移计算公式;分析了不同隧道埋深、隧道半径、注浆长度和膨胀率对地表位移的影响。研究结果表明,4种整环注浆模型计算得到的横向地表位移曲线呈正态分布;浅埋隧道在进行盾构施工时穿越中心的地表位移明显,适当选取较小的注浆长度能够减小地表穿越中心点处的最大隆起值;当膨胀率在合理范围内,膨胀率越大,地表隆起越大,这与工程经验相符合,其中注浆率和修正系数K还与土质条件、盾构隧道半径等因素有关。

盾构施工中非整环注浆对地表位移影响的研究

盾构施工中注浆是非常重要的一环,但实际工程中可能会出现由于注浆量不足而引起的非整环注浆,造成较大的土体扰动。文中分析了盾构隧道施工中非整环注浆对地表位移的影响,用体积膨胀来模拟注浆效果,基于随机介质理论推导了非整环注浆膨胀引起的土体位移计算公式;分析了不同隧道埋深、膨胀区半径对地表位移的影响。研究结果表明,文中方法计算得到的横向地表变形曲线大致呈对称分布,非整环注浆计算所得的纵向地表变形在不考虑土体损失情况下大致以注浆位置为中心对称;隧道埋深越浅,地表沉降最大值增大越明显;膨胀区半径取较小时,即注浆量较小时,注浆造成的隆起会减小,但因为未完全有效填充间隙,沉降最大值会逐渐增大。

伺服钢支撑对旁侧既有盾构隧道的纠偏控制研究

近年来伺服系统的研究多集中在基坑的围护结构,但是对于旁侧既有盾构隧道影响的研究较少。文中建立了一种可以考虑基坑围护结构受力变形及基坑空间效应的侧壁加载模型,来计算隧道周围土体附加应力分布,采用盾构隧道剪切错台和刚体转动协同变形计算模型,研究了基坑旁侧既有盾构隧道的水平位移纠偏量,最后进行了算例分析和单因素影响研究。结果表明基坑旁侧既有盾构隧道纵向水平位移纠偏量在伺服钢支撑顶推作用下呈现正态分布;随着坑隧净距增加,旁侧既有盾构隧道的水平位移纠偏量减小;伺服系统顶推对旁侧埋深较浅的盾构隧道影响较大。

盾构隧道全过程穿越对下方既有隧道的影响研究

为探究盾构掘进过程中下方既有隧道的受力变化规律,建立盾构上穿计算模型,考虑盾构刀盘附加推力、盾壳侧摩阻力、附加注浆压力和开挖引起的土体损失4个因素产生的附加应力,根据隧道围压重分布三阶段理论计算出既有隧道的实时围压,并采用修正惯用法计算内力。以实际上穿工程案例为基础,分析其在穿越过程中下方隧道的弯矩、轴力以及剪力的变化,并研究不同隧道埋深的影响规律。结果表明:1)隧道周围的水平附加应力主要由盾壳摩擦以及土体损失引起,而竖向附加应力取决于土体损失;2)盾构掘进会造成下方隧道产生“竖椭圆”分布的附加围压,上穿结束后围压和内力均有所减小,弯矩和剪力的减幅较大,轴力的变化较小;3)在新建隧道局部穿越过程中,围压呈现出一个由左至右的平衡过程;4)附加应力随新建隧道埋深的增大而不断增大,同时管片内力有不同程度的减小。

关于加强大学生全民健身校园体育文化建设的探究——以浙江大学城市学院工程学院为例

在网络时代，学生参与健身活动积极性下降，大学生身体素质下滑现象已经成为高校素质教育中重要的关注点。对于大学生全民健身运动，在加强对学生群体体质情况分析的同时，需要构建出有效的校园体育文化载体，从而促进学生整体体质提高。

扬世纪新帆 振古港雄风

泉州古港素有“千帆竞发刺桐港,百舸争游丝绸路”之称。如今的泉州港已是全国性大型港口,是泉州经济发展的“出海口”。

含空洞地层中双线盾构施工引起的土体位移研究

浅地层存在空洞是盾构施工导致土体位移过大的重要诱因之一。为有效计算土体位移,首先引入空洞收敛率,推导了空洞收敛变形造成的上部土体位移计算公式,再综合考虑双线盾构施工、空洞移动及收敛变形、正面附加推力、盾壳与土体摩擦力、附加注浆压力的影响,推导了含空洞地层中双线盾构施工引起的土体位移计算方法,结合算例对不同盾构施工因素、空洞半径、空洞中心埋深、空洞位置影响下的土体位移规律进行了研究。研究结果表明,引入不同盾构施工因素能更精确的计算开挖面前方的土体位移;接近先开挖侧隧道的空洞会对土体位移造成更大影响;接近空洞的地表沉降量随空洞埋深的增大而减小,远离空洞的地表沉降量随空洞埋深的增大而增大。