双面弹性地基梁隧道纵向变形的有限元模拟

基于双面弹性地基梁模型,并借助有限元软件,分析了堆载条件下地铁隧道的纵向变形规律,考察了不同埋深、不同堆载位置对深埋隧道纵向变形的影响,结果表明,基于双面弹性地基梁模型的有限元方法分析隧道纵向变形具有可行性,埋深和堆载距离的增大都使得其对隧道纵向变形的影响逐渐减弱。

基于双面弹性地基梁的大直径盾构隧道管片上浮预测方法

基于双面弹性地基梁理论、修正纵向等效连续化模型以及浆液环向充填理论,在考虑上浮力时变性的基础上,进一步综合考虑了盾构施工步叠加效应、浆液压力分布和盾构台车的影响,构建了管片上浮预测模型,讨论了现有研究中浆液未凝固区域等效地层抗力系数的两种计算方式对预测结果的影响。结果表明,提出的双面弹性地基梁修正计算方法能够较好体现周围土层对管片的抗浮作用;浆液未凝固区域的等效地层抗力系数采用盾尾区域和浆液凝固区域的等效地层抗力系数取平均值的方法,计算结果和实测结果更为接近。

近距离下穿盾构隧道对上覆运营地铁隧道的影响研究

盾构隧道掘进对邻近建筑物影响问题一直是个工程难题。文章采用有限元法对近距离下穿盾构隧道施工进行模拟,分析了新建隧道动态掘进时既有隧道的位移变化规律。基于双面弹性地基梁理论与盾构隧道纵向等效连续化模型,推导了既有地铁隧道受新建盾构隧道开挖影响管片张开量的计算公式,计算分析了管片张开量分布规律。分析结果表明:盾构掘进时对上覆斜交隧道影响区域主要在新建隧道轴线两侧2D(盾构直径)范围内;既有地铁的竖向位移主要分布在盾构掘进面前方2D和盾尾后1.5D范围内产生;既有地铁盾构隧道管片在新建隧道轴线正上方左右两个接头处张开显著,出现塑性变形。工程中需以既有地铁与下穿隧道相交处为轴,对既有地铁隧道侧向2D范围及两隧道间土层进行局部加固,以防新建隧道掘进引起既有地铁隧道纵向变形与张开过大。

盾构隧道先隧后井施工中工作井支护结构优化

以广州西江引水工程盾构接收井为背景,借助大型有限元(FEM)软件,采用3因素3水平正交试验法进行多因素系统分析。探讨环梁层数、围护结构嵌固深度及环梁厚度对盾构管片张开量与工程造价的影响规律,对拟用支护方案进行优化,提出适用于盾构隧道先隧后井施工中工作井基坑的合理支护方案。基于双面弹性地基梁理论,提出先隧后井施工中管片张开量的理论计算方法,且验证正交试验模型的合理性。研究结果表明:以经验类比法确定的支护方案比传统的基坑设计方案更科学合理。

盾构隧道带榫环缝受力和变形修正计算方法

目的研究附加荷载作用下地铁盾构隧道带榫环缝的变形演化规律及其受力特征,分析螺栓受力特点,给出一种环间变形控制指标。方法建立一种双面弹性地基梁-纵向等效连续化修正模型,可得到纵向连接螺栓受弯引起的拉应力;研究有榫环缝受剪时阶段性变形特征及纵向螺栓受力特点,对环缝处错台量和张开量的界限值进行探讨。结果以纵向连接螺栓受拉屈服强度时推算出的环缝错台量和张开量的界限值分别约为4.3 mm和0.4 mm,小于工程实测值与验收标准规定的错台量和张开量界限值。结论以纵向连接螺栓受拉屈服作为运营地铁盾构隧道衬砌结构的环间变形控制指标是安全且可行的;通过灵敏度分析发现凹凸榫间的物理间隙对笔者提出的环间变形控制指标影响最大。

局部线性荷载作用下深埋盾构隧道纵向沉降分析

对于深埋盾构隧道，考虑上卧层土体作用以及下卧层土体的不均匀性，通过弹性地基梁的挠度微分方程，建立局部线性荷载作用下的盾构隧道纵向沉降。揭示了隧道的纵向变形规律，并结合算例分析线性荷载作用下盾构隧道的不均匀沉降，讨论了相应参数变量对盾构隧道沉降的影响。