人工岛填筑对紧邻高架桥桩基受力影响与填筑方案研究

深中通道工程东人工岛在广深沿江高速高架桥下方填筑施工,为了解其施工对紧邻高架桥的影响并选取合理的填筑方案,对采用不同分层填筑厚度、顺序、方向的填筑方案进行有限元分析比选;对最终采用的填筑方案中桩基水平位移、固结沉降进行监测,并对固结沉降简化计算方法进行研究。结果表明:填筑方案的选取应以桩基水平位移为主控项目;对于锁口钢管桩+内支撑保护形式的桩基,采用先围护内填筑较先围护外填筑的桩基水平位移小,横桥向交替填土较顺桥向交替填土的桩基水平位移小,分层填筑厚度0.5 m较1.0 m的桩基水平位移小,钢板桩+内支撑保护形式桩基也有类似规律;先内后外、横桥向分层交替填土、控制填筑厚度的填筑方案为最优方案。监测结果显示:该填筑方案可有效控制桩基水平位移,实现了既定控制目标;提出的固结沉降简化计算方法可用于可行性研究阶段中类似土层固结沉降的初步估算。

曲线盾构隧道开挖面被动极限支护力分析

研究目的:曲线盾构隧道在掘进过程中,开挖面受力极其复杂,稳定性难以控制,容易因千斤顶推力过大而造成前方土体的隆起现象。本文以砂土地层为例,基于筒仓理论和极限平衡法,建立曲线盾构隧道开挖面在前方土体被动破坏条件下的"倒梯台-楔形棱柱体"分析模型,提出开挖面被动破坏极限支护力计算方法,然后通过编程试算和数值模拟验证本文所述模型及计算方法的可靠性与准确性。研究结论:(1)被动极限支护力随埋深和内摩擦角的增加而增大,且增长速率逐渐加快;(2)当线路曲率半径小于200 m且土体内摩擦角大于25'时,被动极限支护力对线路曲率半径非常敏感,当线路曲率半径大于800 m时被动极限支护力与直线隧道几无差别;(3)数值模拟结果显示,数值解与理论解变化趋势一致且相差较小;(4)本研究结果可为类似曲线盾构隧道,尤其是小转弯半径盾构隧道开挖面被动极限支护力的确定提供理论基础。

不同方向地震激励下软岩桥隧搭接段动力响应研究

在遭遇强烈地震时,复杂地形和地质条件下高速铁路桥隧搭接段是容易出现严重损伤或破坏的一类复杂连接工程组合体。但是,目前国内外对于统筹考虑桥-隧-岩这一复杂系统内不同结构、部位之间相互作用的在强烈地震作用下的震害机制与动力响应的研究仍不多见。为此,设计并完成了多组基于大型振动台的不同方向地震激励下的模型试验,分析了软岩桥隧搭接段的动力响应特点及激励方向的影响机制。试验结果表明,强烈地震作用对桥-隧-软岩系统的安全与整体稳定非常不利,且隧道洞口及桥梁端部的加速度、位移、应变等地震响应数值大小及变化规律在不同方向地震激励下有显著的差异性。隧道扩大段拱顶和拱脚、标准段拱脚以及桥梁端部、桥台顶部、洞顶土体等部位地震响应较大,应予以加强或特殊处理。研究结果可以为软岩条件下桥隧相连结构抗震设计与地震响应分析提供一定参考。

盾构隧道施工期管片上浮机理数值模拟研究

近年来,随着各类盾构隧道的大规模兴建,管片上浮始终是施工中迫切需要解决的一大难题,为此,国内外许多学者对管片上浮机理及其处置办法进行了深入研究,形成了不少科研成果,在生产实践中也得到了良好的应用。该文借助数值分析手段,依托衡阳二环东路合江套湘江隧道工程,对盾构隧道施工期渗流场、地应力场、隧道埋深、地下水位、泥水和注浆压力等因素进行分析,明确了各因素对隧道施工的影响程度和作用机理。

围岩非均质性对隧道突涌水的影响分析

受开挖扰动或地应力的影响,围岩非均质性是普遍存在的,此时将渗透系数视为定值会降低涌水量预测精度。针对此问题构建考虑围岩非均质时隧道突涌水计算模型,基于渗流平衡微分方程及达西定律,推导了涌水量及结构外水压力计算公式,并利用泰勒公式及级数展开定理对解析公式进行退化验证,在此基础上对公式的适用性进行了分析,最后通过与现场实测数据对比检验了模型及公式推导的正确性。研究表明:降低开挖扰动程度,可减弱隧道围岩渗透系数的变异性,对提高隧道阻水能力有积极作用;考虑开挖扰动对围岩渗透系数的影响时,支护结构外缘水头高度计算误差可由14%降低到6%;考虑地应力对围岩渗透系数影响时,涌水量计算误差可由18.2%降低为10.6%,一定程度上提高了预测精度。

内河交汇处沉管隧道基槽回淤厚度研究

基槽回淤对沉管隧道平顺度影响较大,对其防水性能产生威胁。为研究两河交汇处沉管隧道基槽的回淤特性,依托如意坊沉管隧道,构建数值计算模型,对比实际监测值以验证模型的适用性,进而揭示内河交汇处沉管隧道基槽回淤规律。研究结果表明:模型中河流流速与实际监测数据误差较小,验证了模型的适用性;内河交汇处基槽淤积厚度整体呈中间大两端小、上游大下游小的规律;回淤分布受空间影响较大,基槽底脚淤积显著,且坡顶淤积厚度显著小于坡底;回淤量随时间的延长其敏感性逐渐下降;基槽开挖后,回淤均值为10 cm,将影响沉管隧道的施作,现场须采取清淤措施进行处置。研究成果为两河交汇处沉管隧道基槽回淤分析与治理提供了指导。

小转弯半径曲线盾构隧道开挖引发地表沉降计算

小转弯半径曲线盾构隧道施工引发的地表沉降变形规律极为复杂,但相应的变形预测解析公式仍未明确。依据前人研究成果,构建曲线段盾构隧道施工的地层损失模型,基于镜像法及Mindlin解,推导曲线盾构隧道开挖引发地表沉降的计算公式,并将其应用于工程实例计算,最后分析曲线盾构隧道施工引发地表变形规律及其影响因素。研究表明:构建的小转弯半径曲线段地层损失模型合理,推导所得公式适用于实际工程计算;地表纵向沉降在靠近刀盘3倍洞径范围内变化极大,刀盘前方3倍洞径范围内地表会产生轻微隆起,刀盘后方3~4倍洞径处出现最大沉降;地表横向沉降槽为非对称分布,最大沉降位置位于弯道内侧,距刀盘中心线约1倍洞径;地层损失引起的地表横向沉降大小主要受转弯半径及盾壳长度影响,地表横向沉降槽偏移程度主要由刀盘直径大小决定。

隧道施工风险分析方法及应用

吉庆隧道是龙琅高速公路上的控制性工程之一。由于该隧道地处岩溶带,溶蚀、溶槽发育,施工不确定性因素较多,施工难度高,极大增加了隧道施工安全风险。文章针对吉庆隧道施工过程中存在风险的不确定性,构建了岩溶隧道施工风险评价模型,并评价了吉庆隧道风险,识别和确定了风险源和风险致灾因素。研究成果对吉庆隧道安全施工提供有益的指导。

电力隧道工程盾构纠偏及曲线施工方案

万家丽路电力隧道采用盾构掘进,最小转弯半径为150 m,且转弯地段富水砂卵石层。由于经验和对地层认识不足,转弯掘进过程中出现小量偏移。为了确保隧道线形按照设计标准,文章在分析偏移差发生原因的基础上,提出了纠偏措施,可为施工提供技术参考。

长沙地铁5号线湘府路站安全施工关键问题探讨

湘府路站位于万家丽路与湘府路交汇处,沿万家丽路南北向敷设,位于万家丽高架桥下,周边环境复杂,需要采用盖挖顺做法、盖挖半逆作法和明挖顺做法施工,工程难度大,关键问题多。文章从工程地质、水文地质、周边环境、地下管线等方面对其关键问题进行了探讨,进而提出了切实可行的控制措施。研究成果既为相府路站提供技术指导,也可为类似工程提供技术参考。

地铁6号线芙蓉中路站施工重难点及措施分析

地质条件和周边环境复杂的地铁车站施工,是控制工程造价和影响进度的关键环节。文章以长沙地铁6号线芙蓉中路站为例,从工程地质、水文地质、周边环境、地下管线等方面,对工程特点及重、难点进行了分析研究,进而提出了切实可行的控制措施。研究成果既为芙蓉中路站提供技术指导,也可为类似工程提供技术参考。

大纵坡桥梁受力性能分析

张家界市永定区原始地貌大部分为邻水低山岸坡,地形起伏较大,地势东南高西北低,同时桥梁受交通组织、线路要求以及投资的控制,设计时不可避免地出现大纵坡,甚至极限纵坡,存在较大的风险。为此,文章采取理论计算与数值模拟的方法,分析了大纵坡桥梁的受力特点,实现了极限纵坡桥梁的结构模式优化设计。研究成果可以服务于本工程,并为类似工程提供借鉴。

大坪山特长隧道重难点工程施工方案优化

大坪山隧道是新建成昆铁路上第一特长隧道,属于一级风险隧道,为关键控制工程。为加快施工进度,解决排水、施工通风、防灾救援,兼顾施工场地布置,辅助坑道采用“1平导+2横洞”方案,大坪山特长隧道重难点工程进行分析,进而提出施工优化方案。

盾构下穿地铁区间及出入口施工方案探讨

万家丽路220kV电力隧道工程,隧道全长6609.007m,该隧道需要穿越地铁3号线、5号线、财富名园、利慈医院等建构筑物。文章对穿越这些地段的重难点进行了分析,并提出了相应的控制措施。研究成果可为该工程施工和今后运营提供技术支持。

某隧道明挖段基坑施工对周边环境的影响评估

某隧道是1条市政隧道由明挖暗埋段和沉管段组成。明挖段跨度大,基坑深,对周边环境影响很大。文章在数值模拟分析的基础上,揭示了基坑施工对周边环境的扰动影响,并提出了相应的风险控制措施,为基坑安全施工提供技术支持。

独立基础型式的受力特点及产生偏斜的原因分析

地基不均匀沉降引发的建筑物偏斜及基础开裂,是岩土工程界迫切需要解决的技术难题。文章从不同基础受力特点、结构受力等角度对沉降进行了分析,揭示了独立基础产生偏斜的的原因,为基础纠偏设计和施工提供了指导作用。

鸿图嶂隧道部分浸润条件下掌子面稳定性数值模拟分析

鸿图嶂隧道是大丰华高速公路上的一个关键控制工程,全长6175m。文章结合数值模拟,开展了鸿图嶂隧道部分浸润条件下掌子面稳定性数值模拟分析,揭示了部分浸润条件下洞口加固前后的地表位移、轴力、孔隙水压力及掌子面安全系数等变化规律,可为安全进洞提供技术参考。

力场及流固耦合作用下某隧道结构受力性能分析

隧道处于地下环境之中,地下水对隧道结构有较大影响。文章采用数值模拟方法,对力场及流固耦合作用下隧道结构进行了对比,并对水压力分布进行了深入探讨,可为结构设计和隧道安全施工提供参考。

渗流固结基本理论及施作隔水层后土层沉降解析

鸿图嶂隧道是大丰华高速公路上的一个关键控制工程,全长6175m,分离式设计。该隧道最大埋深约为740m。洞口围岩破碎,以全风化花岗岩为主,进洞掌子面稳定与否是确保能否顺利进洞的关键。保护植被的一项特殊措施是在植被下施作隔水层,在隔水层下侧进行降水。文章将介绍渗流固结基本理论,并就隔水层下承压水降水引起地表沉降进行理论计算分析,力求为安全进洞提供技术参考。

基于正交试验的浅层溜滑影响因素敏感性分析

为揭示不同因素对浅层溜滑影响的大小,考虑边坡地表坡度、溜滑体平均厚度以及岩土体重度、内聚力、内摩擦角、变形模量、泊松比、剪胀角、抗拉强度等力学参数,结合张家界融山东路新建工程沿线边坡实例,采用数值模拟计算浅层溜滑的安全系数,并运用正交试验法对数值模拟结果进行分析,探讨浅层溜滑各影响因素的敏感性。研究结果表明,敏感性由大到小依次为边坡地表坡度、溜滑体厚度、岩土体内摩擦角、内聚力、重度、变形模量、剪胀角、泊松比、抗拉强度。边坡地表坡度与溜滑体厚度对浅层溜滑的影响尤为显著,在对边坡进行加固处理时,优先放缓边坡地表坡度,及时清理坡面上的松散堆积物,利用支挡结构来增大岩土体等效内摩擦角,从而达到防范溜滑发生的目的。