滨海软土超长深基坑开挖时空效应监测分析

滨海软土基坑开挖中的空间效应和时间效应对基坑稳定性具有重要影响。为了控制软土地区基坑变形,本文以穗莞深城际铁路前海站超长深基坑工程为例,通过分析开挖过程中的围护结构水平位移、周边地表沉降、支撑内力等数据,研究超长基坑在开挖过程中的时空效应。结果表明:(1)基坑开挖中空间效应明显,基坑中部围护结构水平位移比端部大18.3%;(2)围护结构位移差异会导致坑边土体出现差异沉降现象,距离坑边相同距离时基坑纵向最大沉降差异达到17.5%;(3)施工间期,同一工况下的支护结构位移及受力均会随着时间的增长而增大;(4)软土地层中前四道混凝土内支撑养护期间,围护结构最大水平位移分别增长了31.2%,30.9%,23.2%,14.4%;(5)工程中应合理考虑基坑开挖的时空效应。

时空效应下双环形内支撑深基坑监测分析

南宁市思贤路38号危旧房改造项目基坑采用地下连续墙与双环形内支撑的支护形式,周边环境复杂,考虑基坑施工过程中的时空效应作用,对基坑不同位置在各施工阶段的监测数据进行了分析研究,得到以下结论:深基坑变形与周边环境相关,周边建筑物的存在会增大基坑变形;受时空效应影响,围护结构水平位移随基坑开挖不断增大,沿远离坑角的方向呈增大趋势,在基坑长边中部达到最大;位移曲线呈两种形式:一种为抛物形,一种由于周边不平衡堆载近似呈悬臂式;基坑的边界抑制效应沿远离坑角方向逐渐衰减,基坑长深比对空间效应有较大影响;合理考虑时空效应影响,降低墙体无内支撑时的暴露面积和时间,能有效减少围护结构变形;路面地表沉降与围护结构顶部位移有关,周边建筑物沉降沿远离基坑侧壁方向逐渐减小;周边环境对内支撑轴力有较大影响,受边界抑制效应,位于长边中部的对撑轴力远大于坑角处的角撑轴力,空间效应明显。

基于时空效应的软土深基坑变形特性研究

随着我国沿海地区的快速发展,地铁车站的深基坑工程越来越多,而沿海软土深基坑开挖需要考虑时空效应。通过建立了深厚软土地层地铁深基坑变形的数值模型,并结合实测数据进行了分析。研究结果表明:基坑开挖过程中地表沉降和地连墙墙体变形均存在时空效应,且变形主要发生在第3~5层土方开挖阶段;开挖完成后变形依然发生,但变化速率减缓,存在时间效应;通过钢支撑伺服来控制基坑标准段长边地连墙的变形,形成类似“W”形分布,可以有效降低地连墙最大水平位移值。通过对比分析数值模拟和实测数据,发现二者最大误差约1 mm,验证了数值模拟的准确性。该研究成果可为类似工程提供参考。

威远页岩气压裂监测技术

威远页岩气藏低孔隙度、极低基质渗透率,开采过程中水力压裂实时监测及解释效果不理想。系统介绍了井下微地震监测、广域电磁监测、地面微地震成像监测、测斜仪裂缝监测、直接近井筒裂缝监测以及光纤压裂工程监测等技术,通过对压裂监测技术进行对比和适应性分析,选择了适用于威远页岩气藏的微地震监测技术和广域电磁监测技术。经过实例验证,微地震监测技术和广域电磁监测技术可有效获取压裂过程裂缝起裂方向、延伸状态以及几何参数和空间展布特征等重要参数,为压裂过程实时调整施工参数、优化暂堵时机、实现套变预警等提供依据,最终提高页岩气采收率。

基坑上跨已运营地铁隧道的设计及实测分析

基于某箱型隧道上跨已运营地铁隧道基坑工程,对该工程支护结构及基坑开挖方式进行设计。有限元分析及实测结果表明,采用人工抽条放坡开挖+板锚支护可以有效地控制基底土体的回弹和既有地铁隧道的变形。该工法充分利用基坑开挖的时空效应,人工抽条放坡开挖主要用于控制在基坑开挖过程中引起的土体的回弹及地铁隧道的上浮;而板锚支护的设置,则可有效地约束基坑开挖后由于土体卸载引起的地铁隧道变形。该工程采用数值分析进行施工前预测与自动化监测指导施工相结合方法也是工程成功实施的关键,其成功经验可为类似的工程提供一定的参考。

施工过程力学原理的若干发展和工程实例分析

进一步发展和补充了岩体施工过程力学原理、围岩和支护的能量转化原理以及时空变载分析原理,并结合金川镍矿、淮南新庄孜矿的巷道支护工程的时空效应和小浪底工程的洞群稳定做了实例分析。

考虑时空效应的隧道围岩变形分析

为了同时考虑隧道开挖的时空效应,以某高速公路隧道开挖支护工程为背景,通过现场围岩的变形监测分析,探讨了围岩与衬砌的相互关系。利用理论推导方法建立了同时考虑时空效应的隧道围岩变形修正计算公式,该公式包含了时间参数,可确定达到不同衬砌位移及围岩位移所需要的时间。然后,针对隧道拱顶下沉、周边收敛、围岩压力和初衬内力,开展了隧道二衬合理支护时机的监测分析,从而确定了围岩变形修正公式中的待定系数,并最终确定隧道衬砌的合理支护时机,得到的结果能够指导现场施工并为后续类似的隧道工程提供参考和借鉴。

深基坑施工的现场监测及其时空效应分析

建筑密集区的深基坑变形和稳定受多种因素影响,并且与时间和空间效应密切相关。结合上海某建筑密集区深基坑施工的现场监测,对其变形和稳定问题进行了时空效应分析,并指出了影响基坑稳定的一些因素。结合三维数值模拟方法,对基坑开挖过程中的变形规律及时空效应进行了探讨,得到了一些有益的结论,可为类似工程的设计及施工提供借鉴。

连拱隧道施工过程的三维空间效应模拟与分析

采用三维有限元方法动态模拟了连拱隧道的施工过程,并分析和探讨了隧道在开挖过程中围岩变形的时空效应以及左右洞施工的相互影响。分析结果表明,对单洞施工,开挖面对围岩变形的影响范围为其前后方2.5B(B 为隧洞净宽);考虑右洞开挖,对左洞围岩位移的影响范围分别为开挖面前方(未开挖)2B 和开挖面后方(已开挖)1B。最后分析了拱顶最大沉降量随开挖面推进的变化和产生的位置以及右洞开挖的影响。

时空效应理论在软土深基坑施工中的应用

软土深基坑的土体开挖不仅仅是一项简单的土方工程,它直接关系到基坑工程的安全和建设成本。软土分布广,厚度大,埋藏浅,强度低,给深基坑工程的设计与施工带来很大的难度。为了对开挖引起土中应力场、应变场的变化,特别是流变性较大的软土地层的位移等问题进行深入研究,避免软土深基坑工程施工造成的环境破坏和经济损失,从时空优化角度出发,采用时空效应理论中的分区间、分时段等有效措施控制和减小土体可能产生的最大位移,确保工程安全。工程应用结果表明,该方法能充分考虑因土体开挖导致的基坑位移与工程所处空间位置以及所在的施工时段之间的密切关系,在软土深基坑工程施工上具有良好的应用效果。

城市基坑工程发展的几点看法

基坑工程的设计应该从强度控制设计向变形控制设计转变，才能满足日益严格的环境要求。同时，基坑工程的设计与施工紧密结合是基坑工程的必然趋势。本文强调基坑工程的设计参数应该通过现场反分析求得。

隧道施工工序对地层变形的影响研究

基于随机介质理论,考虑隧道施工过程中周边地层变形的时间–空间发展过程,研究了隧道不同位置多工作面同时施工条件下地层变形的计算方法,推导了相应的计算公式,进一步讨论了隧道对向施工、背向施工、纵向施工分部前后间距等施工因素影响下隧道周边地层变形的变化规律。在双向对向施工条件下,地表上方出现的正曲率和拉伸变形比单向施工时约大一倍,对地表建筑设施不利,隧道施工中应避免在有重要建筑设施地段交会贯通;隧道不同开挖分部纵向间距应大于一倍的开挖影响半径。研究成果为隧道施工中采取工程措施控制地层变形,保护隧道周边建筑管线设施的安全提供了依据。

考虑隧道反复施工停工时地层变形的时空统一计算方法

目前,隧道施工地层变形的计算很少考虑变形的时间发展过程,更难以考虑施工过程对变形的影响。基于随机介质理论,从单元开挖引起的地层下沉出发,考虑隧道上部地层变形随隧道施工的时间发展过程,通过理论推导,建立了能考虑隧道反复施工停工的地层变形时空统一计算公式。工程算例分析表明,计算方法具有较好的可靠性。进一步通过工程实例计算,对隧道施工地层变形的时空变化过程进行了研究,隧道长时间停工时,其工作面附近的地层变形会有较大程度的增大,对地表建筑设施不利。

考虑时空效应的软弱围岩隧道施工稳定性研究

以达（州）成（都）高速铁路家乡沟隧道为背景,利用有限差分软件FLAC3D并采用伯格斯流变本构模型对软弱围岩隧道施工稳定性进行研究,得出了隧道某一目标横断面上围岩位移、围岩压力和支护结构受力及内力随时间和空间的变化规律和数值大小,并将计算结果与现场实测数据进行比较验证。研究结果表明：在开挖面前方1.5-2.0倍洞径和开挖面后方2倍洞径范围内,围岩变形主要由空间效应所引起;在上述范围之外,围岩变形主要由围岩的流变属性所引起。由于围岩的流变效应,围岩压力、初支与二衬的接触压力和支护结构受力及内力均随时间而发生变化。在围岩刚开挖时,结构受力及内力增长较快,达到某一值后逐渐变缓;二衬施筑以后,在围岩的流变作用下,结构受力及内力逐渐增加,但速度较慢,最终有可能造成拱脚、拱腰、仰拱等应力较大部位首先破坏。

庙岭隧道基于时空效应的围岩稳定性分析

为研究庙岭隧道围岩变形规律,并对其洞室稳定性进行评估;通过现场勘察,收集及整理该工程的地质资料、施工工艺、围岩变形监测数据,对隧道围岩变形规律分别从时间和空间两个角度进行回归分析,结果表明,隧道所采用的台阶法施工、设计的初期支护参数是合理的,满足施工安全和洞室稳定性要求,进一步得到隧道围岩变形随时间和空间变化的关系,找到了控制洞室稳定性的关键点,为其他类似工程控制洞室稳定性积累了经验。

宁波软土地区相连深基坑开挖施工时空效应实测分析

软土深基坑施工期变形具有明显的时空效应,以宁波软土地区相连深基坑为工程背景,对软土地区相连深基坑开挖的时空效应开展研究。基于基坑施工过程中地表沉降、地连墙水平位移、支撑轴力的监测数据,分析施工工序、开挖深度等因素对不同位置处基坑结构与土体的变形影响,并通过有限元软件对2基坑同时开挖的情况进行计算讨论。研究结果表明:采用2个基坑单独开挖的顺序,在一个基坑开挖时,已完成的地连墙或已封顶的车站结构将对这一侧的地表沉降和地连墙水平位移有较好的约束作用;地表沉降与地连墙水平位移在基坑长边上的值大于端头部分,且这2个变形值具有明显的深度效应,即随着开挖深度的增加,变形值增加更快;支撑轴力的变化主要受开挖土体的位置影响,越近的土体开挖,支撑轴力增加越大;若采用2基坑同时开挖的方式,控制中间部分地连墙的变形将是重点,施工安全也面临较大挑战。

软土深基坑分段施工效应三维有限元分析

时空效应在软土地基深基坑工程的实践中已经被证实,分段施工是时空效应理论在实际工程中应用的有效措施,但其应用多带有经验性,缺乏有效的理论指导。提出考虑分段施工效应的深大基坑支护结构三维全过程计算方法,编制三维有限元程序,结合典型算例,详细比较考虑分段施工效应与不考虑分段施工效应时,基坑支护结构、支撑系统的受力及变形性状的差异,从理论上验证采用分段施工技术是控制软土地基上深基坑变形的有效措施。最后,将该方法应用到某实际深基坑工程,计算与实测数据的对比表明,该方法适用采用分段施工的复杂深基坑工程。

鄂西地区炭质页岩隧道围岩变形规律研究

以鄂西地区沙子垭炭质页岩隧道围岩施工监控量测数据为基础,分析层状构造的炭质页岩隧道围岩随时间的变化规律,并提出相应的变化规律方程式,为指导施工与修改设计提供科学依据,也为该地区类似隧道建设提供参考。

地下洞室安全监控分析模型探讨

结合小浪底安全监控软件系统的开发实际,对其中分析模型的有关技术问题进行初步研讨。该工程所建立的安全监控系统中配备有统计分析、一维分布、时序分析、混合性模型等模型。工程应用情况表明,各类模型建模过程中,都需要考虑解决时空效应及其耦合、库水位和气温因子的替代处理等基本技术问题。混合性模型建立中的有限元计算以二维弹塑性和粘弹性两种模式为主,对大型地下洞室时空效应等关键技术问题提出了相应的处理模式,可以直接应用于安全监测工程实际。

基于关键块体理论的隧道分部施工时空效应

分部台阶施工的隧道开挖所形成关键块体因不同工序下临空面的位置、大小及开挖时机的不同而存在时空效应。阐述了关键块体时空效应的概念,并以福州长乐国际机场高速公路二期双向8车道特大跨度连拱隧道为依托,给出了时空效应概念及其工程应用;提出了关键块体所产生的时空效应应用的基本原则。结果表明:在采用双侧壁导坑施工的隧道中,预留核心部分岩体有利于隧道顶部块体的稳定;隧道施工时,减小开挖临空面面积能有效控制关键块体的体积,及时支护能减小因蠕变而导致的块体节理面力学性质的削弱;以时空效应应用基本原则为指导,将其应用于隧道开挖过程可省去部分临时支护,同时可提高隧道施工的安全性和经济性。