考虑渗透各向异性的隧道周围饱和软土固结特性分析

考虑隧道周围软土非线性固结特性,基于一种交替隐式差分格式编制了计算程序,对二维非线性固结控制方程进行求解。在验证差分解正确性的基础上,得到了隧道均匀渗漏、局部渗漏和综合考虑均匀+局部渗漏模式3种情况下按超静孔压定义的平均固结度随时间的发展规律,并分析了渗透各向异性、软土厚度和初始有效固结应力对隧道周围软土固结度变化的影响规律。结果表明:正确考虑隧道透水模式对固结问题尤为重要;固结速率随渗透各向异性系数rk的增大而增大;在固结后期,固结速率随软土厚度的增大而减小;对于初始有效固结应力不同而初始渗透系数相同的各土体而言,固结速率随初始有效固结应力的增大而增大。

基于分数阶模型的隧道周围土体非线性流变固结分析

考虑隧道周围饱和软土压缩性和渗透性非线性变化,建立二维非线性固结控制方程,引入分数阶Merchant模型考虑土体流变特性影响,采用Douglas-Jone格式的交替隐式差分法对方程进行求解.通过与现有解析解进行对比,验证了本研究解的正确性.利用得到的差分解进行参数分析,研究隧道周围饱和软土的非线性流变固结特性.结果表明,隧道渗漏模式、初始渗透系数和渗透指数对土体固结速率影响较大,透水通道越多、初始渗透系数越大、渗透指数越小,土体固结速率越快,而压缩指数对固结速率的影响较小;渗透各向异性系数对固结速率有较大影响,在进行固结性状分析时,应当充分考虑土体不同方向渗透系数的差异;当考虑土体流变特性时,土体固结速率显著减小,但当初始渗透系数增大到一定程度时,土体流变特性对土层固结速率的影响可以忽略.

隧道周围饱和软土二维非线性固结分析

考虑隧道周围软土压缩性和渗透性的非线性变化,建立二维非线性渗流固结控制方程,利用一种交替隐式差分法进行求解,得到隧道完全透水、完全不透水和半透水三种情况下平均固结度随时间的发展规律;通过将退化解与现有解析解进行对比,验证了差分解的正确性.同时,分析了压缩指数Cc和渗透指数Ck对隧道周围软土固结度变化的影响规律.结果表明:隧道透水性是影响固结度发展变化的重要因素;Cc对固结度发展的影响小于Ck;渗流固结会导致隧道周围土体的有效应力场发生变化,平均固结度随着Ck的增大而减小.若不考虑土体非线性,将会对固结度计算产生较大误差.

软土地区深基坑临近地铁隧道群施工影响实测分析

为研究杭州软黏土地区不规则深基坑开挖过程中围护结构受力、变形规律及其对周围环境的影响,并论述隧道注浆纠偏技术的变形控制效果,本文采用施工全过程系统监测方法,以杭州某临近隧道群的基坑B3-1-2分坑施工为例开展系列分析。结果表明:由于受力状态不同,各挡墙墙身位移随深度呈现不同的变化趋势,最大位移受注浆纠偏施工影响且大多向坑外发展;北侧挡墙墙顶位移变化均较小,其余挡墙墙顶水平位移向坑内发展而竖向位移先发生隆起再下沉的变形;支撑轴力与墙顶水平位移呈正相关变化关系;受场地空间制约,地表监测沉降值随基坑边距离增大而逐渐增大;得益于分坑开挖施工策略和MJS(metro jet system)桩隔离作用,分坑B3-1-2开挖对1号线影响较小;隧道注浆纠偏技术能有效控制隧道沉降和侧移发展。研究成果可为相关深基坑工程的设计、施工、监测提供工程借鉴。