上土下岩地层中柱面SH波的传播特性分析

为了研究爆破地震波在上土下岩地层中传播的曲率对地表振动的影响,选取爆破地震波中的柱面SH波作为研究对象,基于弹性地震波理论与积分变换方法,建立了单层、多层层状地层的刚度矩阵和动力平衡方程。并以武汉宝通寺地铁站爆破开挖为工程背景,分析了地表速度与土岩地层界面速度的比值(|v_(0)/v_(1)|)与土层厚度和震源深度等参数的关系。结果表明:上土下岩地层中,当入射波频率大于30 Hz时,土层对距震距200 m处的地表振动速度具有明显的放大作用,土层越厚,土层的放大效应越小;而随着震中距的增加,土层呈现出过滤高频波的作用;随着震源深度增加,土层的放大效应逐渐减小;当震源深度在10~15 m时,可把柱面SH波简化为平面波作用。

桩锚支护上土下岩地层深基坑沉降与变形分析

随着基坑开挖深度的不断加深以及地层分布的变化,建筑工程中遇到了大量的上土下岩地层深基坑。以特殊土岩组合地层深基坑工程为背景,对上部土层采用桩锚支护,下部岩层采用放坡开挖的组合支护稳定性进行分析,并结合监测数据对基坑变形规律进行研究。然后采用PLAXIS 3D软件建立有限元模型,计算分析不同施工阶段基坑水平、竖向变形以及锚索轴力的变化情况,并与现场监测数据进行了对比分析。该设计中采用基底按照45°+φ/2(φ为土体内摩擦角)的破裂角确定支护桩嵌固点深度,有限元计算结果与监测结果吻合较好。结果表明:上土下岩地层深基坑水平位移主要发生在上部土层深度范围内,支护桩变形近似呈抛物线分布,开挖下部岩层对基坑变形影响明显减小。上部土层采用桩锚支护,下部岩层采用放坡的设计方法可起到有效控制基坑变形以及地表沉降的效果,且具有显著的经济效益。研究结果可为上土下岩地层深基坑支护结构优化设计提供一定的指导。

上土下岩地层中平面SH波的传播特性分析

为研究爆破地震波在层状地层的传播规律,选取平面SH(水平剪切)波作为研究对象,基于弹性波动理论,建立了一般层状地层的刚度矩阵和动力平衡方程,分析了土层与基岩的阻抗比、土层厚度、入射波频率和入射波角度对地表速度与土岩地层界面速度的比值(|u1/u2|)的影响。结果表明:|u1/u2|的各个峰值随着入射波频率的增大而减小,且第2个峰值明显小于第1个峰值,实际工程中应重点关注土层的一阶卓越频率;随着土层阻抗的增大,高频部分的响应越来越强烈,且受入射角的影响也越来越大;当土层较薄时,|u1/u2|高频部分的响应比较明显,但随着土层厚度增加,高频部分的响应越来越小,说明土层的高频滤波作用随着厚度的增加而增强。

上土下岩复合地层顶管施工技术对策与实践

顶管穿越上土下岩复合地层,上部软弱土层坍塌对施工安全产生严重威胁。针对这难题,依据不同地层条件,分别采取前管棚支护、超前水泥—水玻璃双液注浆加固、进出洞口简易格栅拱架支护和顶管工具管支护等技术。实践表明,在上土下岩复合地层顶管施工中采取以上四种支护技术对拱顶软弱土层支护有足够的可靠性,确保了施工安全度,有效地防止拱顶土体坍塌,取得良好的经济效益,对我国顶管类似施工有十分重要借鉴意义。

浙南公路上土下岩二元边坡稳定性规律数值模拟研究

针对浙江省公路边坡类型多样、地质条件复杂的特点,选取多条浙南典型公路进行沿线边坡勘察,总结了浙南地区典型公路上土下岩二元边坡的地质特征。在此基础上,采用midas//Gts NX有限元软件建立了上土下岩二元边坡的数值模型,详细分析了模型边坡的稳定性与边坡坡度、上覆土层厚度、土体物理力学参数及降雨渗入深度的关系,基于分析结果提出了相关边坡参数的阈值,为复杂公路边坡稳定性判别及防控提供参考。

复合地层顶管施工土体沉降影响分析

结合典型复合地层条件下的顶管施工案例,采用室内模型试验和数值模拟的方式,分析顶管施工过程中可能造成的地表沉降因素.结果表明:模型试验顶管在施工时,在纵断面方向上,随着顶管机继续顶进,顶管机机头前方土体先出现轻微的隆起,当顶管机头通过测点5后,隆起的数值逐渐减小,地表产生沉降,最终原来监测点的土体出现沉降;横断面方向上,地表沉降随着顶进距离的增大而逐渐增大且最终趋于稳定,土体沉降最大值位于管道中轴线上;室内模型试验与数值模拟横向的沉降曲线分布规律和Peck提出的沉降槽变化规律基本一致,随着顶管的顶进,距离隧道中心线距离越远,沉降数值越小.

上软下硬地层地铁车站二衬拱盖法施工及优化研究

为研究上土下岩地层中地铁车站采用二衬拱盖法施工过程中的结构变形与受力,以青岛地铁某车站工程为研究背景,结合现场施工特点对拱部二衬施作工序做进一步优化,并应用Midas GTS分析软件进行三维施工模拟,结果表明:1)车站拱部拆撑与施作二衬阶段地表沉降值占总变形量的75.5%,为关键施工工序;2)拱部岩体开挖阶段拱顶沉降占总变形量的77%,岩体开挖完成后应及时进行支护;3)施工结束后拱部初支都处于受压状态,拱脚位置的压应力最大,且分导洞开挖会产生一定的偏压效应;4)拱部二衬施工工序优化为间隔施作,地表沉降值与拱顶沉降值变化较小,满足规范要求,且能节省工期,表明二衬拱盖法在上软下硬地层中有较好的适用性。

上软下硬地层基坑钢管吊脚桩支护技术

山东半岛东南部广泛分布片麻岩和花岗岩,基岩埋藏较浅甚至出露,基坑工程自上而下一般分布有第四系松散沉积物、强风化岩层、中~微风化岩层,具有"上土下岩"的特殊结构。依托实际工程,提出一种钢管吊脚桩支护结构型式,即上部土层为钢管混凝土桩+锚索支护结构,下部岩层为微型钢管桩+岩石锚杆支护结构的组合支护形式,此方案解决了坚硬岩层灌注桩成桩困难的问题,施工工效高,工程造价相对较低,通过单元计算和现场监测数据分析,该方案可满足基坑的变形要求,保证了基坑的稳定及邻近建筑物的安全。