浅覆盾构隧道环向挤出破坏上限有限元分析

针对软弱地层浅覆盾构隧道未支护段地层挤出破坏问题,基于极限分析上限有限元法,结合节点可动的刚体平动运动单元,建立了隧道环向开挖面挤出破坏的非线性规划模型并编程求解。通过参数敏感性分析,研究了地层参数、隧道埋深等因素与临界加载系数间的曲线关系,并探讨了刚性块体体系破坏模式的演化特征。结果表明,临界加载系数σT/c随φ、γD/c和C/D的增加而增加;φ对地层破坏模式影响显著,φ值越大,滑动面与竖向夹角越大;刚体平动运动单元法能使单元间的速度间断线自动调整至最佳方位,利用较少的单元可获得较好的上限解,并清晰的反映出土层破坏形态。

地表堆卸载对浅覆土盾构隧道影响试验研究

地铁沿线开发利用过程中不可避免地造成紧邻地铁隧道的地表临时堆载,堆载清除后依然会对隧道结构造成不可恢复变形,影响地铁安全运营。现有的研究主要集中在堆载过程引起的盾构隧道变形,缺少堆载−卸载这一完整过程的研究。为探究地表堆−卸载引起的浅覆土隧道变形特性,以错缝无榫槽盾构隧道为原型,使用3D打印技术制作的盾构隧道模型开展砂土地层盾构隧道的浅覆土堆−卸载试验和常覆土堆载试验,分析浅覆土隧道堆−卸载过程受力及变形情况,并对比堆载过程浅覆土隧道与常覆土隧道受力及变形结果。实验结果表明:地表堆−卸载过程引起隧道管环变形由整体沉降和径向收敛2个部分组成。地表临时堆载引起隧道的部分变形是不可逆的,且浅覆土隧道的卸载回弹变形具有一定的滞后性,卸载后,隧道环的不可恢复位移偏移量:拱底>拱顶>拱腰。距离荷载中心越近,截面椭圆化越明显,且拱顶、拱底和拱腰是产生弯矩的峰值处。浅覆土隧道对地表荷载变化更敏感,在地表堆载下产生明显的沉降区,且隧道两端发生翘起现象;常覆土隧道差异沉降相对较小,沉降曲线较平滑。浅覆土隧道受到附加应力更大,但受影响范围要小于常覆土隧道。研究可为地表突发堆载中既有盾构隧道的保护提供理论依据。

浅覆土大直径盾构穿越对河堤影响的有限元分析

以江阴澄江西路隧道工程为背景,采用基于地层损失率的位移控制有限元法(DCM),在自编Gleaves有限元软件中建立了DCM子程序,分析了浅覆土大直径盾构隧道开挖对河堤的影响。分析结果表明,浅覆土条件下,不同地层损失率对河堤沉降影响区别很大;为了保证河堤安全,地层损失率应控制在1%以内;通过现场监测结果对比发现,河堤最大沉降量为12 mm,地层损失率完全控制在1%以内,达到了很好的控制效果,保证了河堤的安全。

浅埋盾构隧道联络通道明挖施工

西安市轨道交通二号线北客站—北苑站盾构区间1#联络通道现场处在西铜高速、地铁二号线北客站、铁路北客站地下停车场施工等几处作业区的交叉地带,为确保亚洲最大的铁路航空港西安新客站按时开通运营,结合西安市轨道交通二号线北客站—北苑站明挖联络通道施工技术方案,对浅覆土盾构隧道联络通道明挖施工进行研究,总结了明挖联络通道施工中的关键技术和施工组织管理等方面的经验,以期为类似工程施工提供借鉴。