盾构法施工近距离下穿既有隧道变形影响分析

为了解盾构法施工近距离下穿对既有隧道影响,依托于实际工程,通过midasGTSNX三维有限元软件仿真模拟新建隧道穿越既有隧道的施工过程,分析既有隧道和土层的变形规律、采用“上小下大”的注浆模式研究注浆压力以及管片环宽对地层变形的影响。研究结果表明:当盾构机开挖掌子面不断靠近既有隧道时,施工对既有隧道的影响不断增大,在下穿时影响最大,此区间的隧道沉降值最大,是穿越过程中最危险的地方,在背离后隧道沉降值逐渐减小;地层随注浆压力的增大,施工造成的周围地层变形减少,在地层沉降没有稳定之前,根据地面的沉降情况,可进行二次注浆;环宽设置值的过大或过小都会增大地表沉降值,选取管片环宽时,要综合具体工程条件、施工成本和施工技术等方面考虑。盾构法施工下穿时,上下重叠区间内既有隧道的变形量最大,需提前做出安全施工的预案,确保施工安全。

TOD模式少支撑基坑对紧贴地下车站变形影响研究

针对TOD模式基坑紧贴地下车站开挖普遍采用大型砼桁架强支撑方案,提出了3种少支撑基坑支护方案,考虑不同地层条件,研究细分为12个分析模型。采用有限元数值模拟方法,对车站结构、轨道变形和层间位移角进行对比分析。研究结果表明:整体变形控制效果,方案1>方案2>方案3。方案1能适用于两种地层条件,方案2在地层较差时不适用于城际车站,方案3仅基本适用于地层条件较好的地铁车站;方案1挖除反压土台时,造成轨道隆起变形陡增;方案2设置连系梁能一定程度减小水平变形,地层较差时效果更明显;方案3车站结构水平变形虽远超规范控制值,但其层间位移角仍小于弹性位移角限值,车站结构不会发生破坏。

新建隧道施工对邻近既有运营地铁隧道的变形影响

随着城市轨道交通的快速发展,新建地铁隧道穿越或者邻近既有建筑结构的工况越来越普遍,如何将新建隧道对既有建筑的影响降低到最小程度,保证其结构安全、正常运营,已成为地铁修建过程中的一个重要研究内容。以郑州市某新建隧道明挖段和暗挖段施工为例,采用有限元软件Midas GTS建立数值计算模型,分析新建隧道施工对既有运营地铁隧道的变形影响规律,并与实际工程监测数据进行对比验证。研究结果表明:1)明挖段基坑开挖完成后,既有运营地铁隧道的最大竖向变形和水平变形分别为0.57、1.21 mm;2)暗挖段施工完成后,既有运营地铁隧道的最大竖向变形和水平变形分别为0.27、0.39 mm;3)实际监测数据略小于数值计算结果。本文结果可为类似工程提供一定的借鉴和参考。

地铁隧道盾构连续下(侧)穿不同基础形式建(构)筑物变形影响分析及应对措施建议

以某市地铁五号线某盾构区间连续下穿多栋建筑物为例,通过理论数值三维模拟,结合持续的变形监测数据,分析总结了地铁隧道盾构施工对下(侧)穿建筑物的影响规律。结果表明:临近建筑物区域其纵向沉降值大于其他区域;盾构下穿施工对不同建筑物的影响程度取决于其荷载大小与基础形式;盾构下穿建筑物时增大注浆压力有利于抑制上部建筑物的变形;同时也提出了盾构下穿不同基础形式建(构)筑物的应对措施建议。

盾构隧道正交穿越变形影响因素分析

某公路工程的盾构隧道需要垂直正交下穿上方的沉管隧道,施工过程有可能造成地层变形,为了预防这一情况,文中对变形影响因素展开研究。经过初步判断,主要影响因素包括掌子面支护力、上下隧道夹土层工程特性、上下隧道净距离。研究利用ABAQUS软件建立施工模型,针对盾构隧道正交穿越变形问题,开展单一影响因素仿真和多因素正交试验仿真,对比不同工况下的沉管隧道底板最大沉降、沉管最大收敛、沉管隧道最大挠曲等指标。结果显示,掌子面支护力为主要的变形影响因素,其他均为次要因素。

深基坑下穿高架桥变形影响及控制研究

在城市快速路高架桥下进行深基坑开挖,必然会对紧邻高架桥产生变形影响。为确保高架桥运营安全,需分析其变形规律,并制订相应的保护方案。文章依托某城市隧道深基坑工程,结合岩土有限元分析软件,选择合理的深基坑围护方案及高架桥防护控制措施,分析深基坑开挖对临近运营高架桥的变形影响,为类似工程提供参考。结果表明,该工程采用的基坑围护方案及高架桥桩保护措施可有效地控制高架桥变形。

中空玻璃反射映像变形影响因素分析

本文从基本的物理光学角度出发,对于中空映像变形进行探索性的分析,目的是使相关各方对浮法玻璃中空玻璃反射映像变形的认识更进一步,对今后持续改进方面有所启发。

考虑残余变形影响的混凝土疲劳损伤本构模型

从分析混凝土材料的基本损伤机制出发,考虑疲劳荷载作用下混凝土的损伤累积和残余变形,推导了由Helmholtz自由能表示的混凝土本构方程,根据变分原理建立了基于能量的混凝土疲劳损伤本构模型.并根据疲劳过程中残余变形的发展规律,定义了物理意义明确的残余变形影响因子,并将其与混凝土变形模量损伤因子一同融入混凝土疲劳损伤本构模型中,为混凝土疲劳行为的计算机分析提供了一种更为精确、简化的混凝土疲劳本构模型.试验数据和数值算例的对比误差不超过3%,从而验证了该模型的准确性与适用性.

柔性材料加工变形影响因素提取层次分析方法

加工变形影响因素约简是柔性材料加工变形补偿控制预测建模的首要问题,但是由于柔性材料的特性及加工特点,造成加工过程变形影响因素既多又相互重叠、关联。考虑到信息决策领域的层次分析方法具有仅利用较少的定量信息就能计算出各个因素对系统的影响程度大小的优点,将层次分析法用于柔性材料加工变形影响因素的提取,构建由加工变形影响因素重要度、加工属性、各个加工变形影响因素分别作为目标层、准则层、指标层的加工变形影响因素提取层次分析模型;推导了加工变形影响因素提取属性P对目标层的影响程度矢量Wp的计算公式,并以Wp作为提取的评价指标,制订提取算法计算流程,开展提取模型的效果试验。试验表明,由层次分析法提取得到的重要度最高影响因素,与Pawlak方法、信息熵方法提取的影响因素一致,经层次分析方法提取的模型预测误差,比Pawlak方法、信息熵方法的分别小了13.76%、9.43%,证明了层次分析法能更有效性和方便获得精简、准确度高的加工变形影响因素集。

外墙插入比对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

文章以苏州某地铁换乘站坑中坑基坑为基本模型,采用土体卸载条件下的HS有限元模型,系统研究了外墙插入比对坑中坑基坑支护结构和基坑土体变形的影响。结果表明:随着外墙插入比增加,外墙墙身最大侧移减小,但均在30～35 mm范围内,墙脚侧向变形以线性规律增加明显;内墙顶端侧向变形以线性规律增加显著,而墙身侧向变形最值增加不明显,墙体底端无明显改变;内坑坑底隆起超过90 mm,受外墙插入比影响甚微;外坑坑底隆起超过70 mm,隆起量受外墙插入比的影响随着距离外墙减小而增加;外坑坑背土体沉降显著,距外墙14 m范围内沉降随外墙插入比增加而减小,外墙插入比为0.25时沉降量最大,14 m范围外则出现相反趋势。鉴于此,在确保坑中坑安全和环境影响前提下,确定合理的外墙插入比对坑中坑实施具有重要意义。

软土基坑开挖对邻近大底盘多塔楼变形影响分析

为了分析基坑开挖对邻近大底盘多塔楼变形影响,采用三维有限元软件Midas/GTS建立了分析模型。研究结果表明:基坑开挖会使桩基产生侧移和沉降,且随着基坑开挖深度的增加,桩基的侧移和沉降不断增大,距离基坑越近,桩基侧移和沉降越大;整个开挖过程中筏板和上部结构的变形呈对称分布,随着开挖深度的增加,筏板变形呈中间大边缘小的"半碟型"分布,塔楼向中间位置发生倾斜,基坑中心附近大底盘发生明显的下凹变形,基坑开挖边缘附近大底盘发生轻微的隆起变形。

内墙插入比对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

以苏州某地铁换乘站坑中坑为基本模型,采用土体卸载条件下的HS有限元模型,系统研究了内墙插入比对坑中坑基坑支护结构和基坑土体变形的影响。结果表明:外墙侧移受内墙插入比影响甚微,除内墙插入比0.25时出现踢脚破坏外,内墙墙身、墙顶侧移随内墙插入比增大而增大,而内墙墙脚趋势相反。内坑底在距内墙10m附近出现显著隆起区,最大隆起量在96~99mm范围内并不受插入比影响,但隆起范围随插入比增大而增加;在显著隆起区外,内坑隆起量稳定在90mm,且不受插入比影响。外坑坑底隆起和外坑坑背沉降受内墙插入比影响较小。

上跨地铁基坑开挖对区间隧道变形影响的监测与数值分析

以厦门第二西通道A3标段上跨地铁一号线明挖基坑工程为背景,研究基坑开挖过程对地铁区间隧道变形的影响。依据监测数据对不同开挖工序下的隧道结构的竖向位移和水平相对收敛进行分析,建立基坑支护体系与土体的三维有限元模型,并将结构竖向位移的模拟结果同监测数据进行了对比。分析结果表明,地铁区间隧道与基坑中央的距离与其隆起量成负相关,开挖土体与区间隧道的距离与其隆起量成负相关,开挖底层土所引起的相对收敛量大于其余工况,结构的相对收敛变化速率和开挖土体与隧道距离成正相关,模拟结果与监测数据略有差异,但两者变形规律基本一致。

基坑变形影响因素与有限元数值模拟

基坑变形影响因素是其变形控制的重要内容之一 ,在自制深基坑工程变形控制优化设计及其有限元数值模拟系统 (SDCDEFEM)的基础上 ,重点对影响基坑变形的各因素进行了有限元数值模拟分析 ,并对实测和计算的基坑周边最大沉降、支护结构最大水平位移和坑底最大隆起及其位置进行了统计分析 ,得出了简明估算基坑最大变形及其位置的统计关系式 。

内坑坑背系数对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

以苏州某地铁换乘站坑中坑为基本模型,采用土体卸载条件下的HS有限元模型,系统研究内坑坑背系数β对坑中坑基坑支护结构和基坑土体变形的影响。结果表明:外墙侧移随β增大而增大,β由0.125增大到0.75,外墙最大侧移增加34.08%,同时最大侧移位置下移了2.0 m,β对外坑底面附近以上的外墙墙身侧移影响较小,而对坑底以下侧移影响显著。内墙侧移随β增加而显著增大,β由0.125增大到0.75,内墙墙身最大侧移增加153.95%,最大侧移位置随β增大而下移,内墙墙顶竖向位移随β增大而减小。内坑坑底隆起、外坑坑底隆起随β增大而微弱减小,外坑坑背沉降总体随β增大而增大,但不同β值对应的沉降曲线相似。

小净距左右不同跨度隧道施工对上部建筑物变形影响分析

依托重庆市两江桥的渝中连接隧道,应用有限元软件ANSYS建立包括建筑物在内的3D隧道模型。分别计算小净距左右不同跨度隧道采用左洞先行的CD+弧形导坑预留核心土(工况Ⅰ)、左洞先行的超短台阶+弧形导坑预留核心土(工况Ⅱ)和右洞先行的CD+弧形导坑预留核心土(工况Ⅲ)施工方法对上部建筑物的位移变化规律。研究结果表明:在3种工况下,隧道施工对上部建筑物最不利影响发生在左右隧道交接阶段,上部建筑物的水平位移和竖向位移影响规律大致相同;相比工况Ⅲ,工况Ⅰ下的水平偏移量减少21.1%,沉降量增加0.2%,在工况Ⅱ中相应值为-19.44%、0.29%;建筑物沿高度方向的位移在隧道施工过程中逐渐增大,但增长速度减缓,工况Ⅲ中沿建筑物高度方向沉降增加量百分比分别为5.73%,9.32%,10.46%;当围岩较好、支护支撑合理、地表存在不对称荷载时,先开挖远离建筑物一侧的隧道更合理。

某地铁车站深基坑降水开挖对邻近建筑物变形影响分析

降水渗流和开挖引起的既有“L”型建筑物变形问题十分复杂,对建筑物正常使用和安全的影响较大.基于大量既有地铁车站工程资料,以兰州某邻近既有建筑物深基坑为研究背景,对基坑邻近建筑物及基坑支护结构变形、基坑内外水位进行现场监测,采用摩尔-库伦弹塑性有限元方法对基坑降水开挖进行了三维应力渗流耦合分析,研究了基坑降水开挖对邻近“L”型建筑物的变形影响.结果表明,在1~4倍开挖深度距离内,基坑降水开挖对“L”型建筑物长边沉降变形影响显著,短边次之,对建筑物水平变形影响最小;在分步降水开挖且降水深度相同时,第二次比第一次对建筑物变形影响大;建筑物处在1~3倍开挖深度范围内时,最大沉降变形发生在长边远离基坑一侧角点附近,最大水平位移发生在远离基坑长短边相交点附近,最大沉降、沉降范围和水平位移均随施工推进向远离基坑方向发展.

中心刚体-柔性梁系统的耦合变形影响

本文对作大范围运动的中心刚体-柔性梁系统的耦合变形的影响进行研究。给出一种新的描述柔性梁耦合变形的有限元插值方法,该方法采用笛卡尔变形坐标对横向变形和纵向变形之间的耦合项进行描述,该耦合变形项只与本单元的节点变形坐标相关。分别讨论了耦合变形项对惯性力与弹性力的贡献,分析了它们对刚-柔耦合动力学行为的影响。通过研究指出当采用笛卡尔变形坐标描述时,如果在计算弹性力的时候考虑了耦合变形影响,无论在计算惯性力时是否考虑耦合变形影响,都可以得到稳定收敛的结果。反之,如果在计算弹性力时忽略了耦合变形影响,无论在计算惯性力时是否考虑耦合变形影响,当大范围运动的速度较高时,将会得到错误的发散的结果。因此,通过忽略耦合变形对质量分布的影响,只保留耦合变形对弹性力的影响,可实现对动力学方程的简化。

不同基坑施工方法对邻近地铁车站的变形影响——以上海地铁M8线人民广场站为例

通过现场实测数据以及有限元数值模拟对比,研究了逆作法、半逆作法、顺作法3种不同基坑开挖施工方法对邻近地铁1号线人民广场车站的变形影响。结论表明,在相同开挖支撑施工参数下,采用逆作法、半逆作法、顺作法3种基坑开挖施工方法,逆作法施工对控制1号线车站地下连续墙墙体变形效果最好。

基于数量化理论Ⅲ的地铁深基坑变形影响因素分析

为实现地铁基坑变形影响因素的客观评价,以30个基坑实例为工程背景,采用数量化理论Ⅲ分析不同因素对基坑变形的影响程度。利用不同条件下的样品得分来判断各影响因素间的耦合强度;通过构建不同输入层条件的BP神经网络来评价数量化理论Ⅲ对基坑变形影响因素筛选的准确性。分析结果表明:基坑变形的主导因素包括渗透系数、基坑深度、支撑间距和嵌固深度,重要因素包括内摩擦角、黏聚力、基坑长度、基坑宽度和地下水位,一般因素包括天然重度及支护结构刚度;基坑变形影响因素间存在一定的耦合度,且多以中、低耦合强度为主;优化BP神经网络较传统BP神经网络具有更高的预测精度。验证了数量化理论Ⅲ对基坑变形影响因素筛选的准确性,证明了数量化理论Ⅲ在基坑变形影响因素分析中的适用性和有效性,为基坑变形控制提供一定的参考依据。