遮拦叠交效应下地铁盾构掘进引起地层沉降分析

地铁隧道施工诱发的土体沉降以及临近地下构筑物变形是我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中较为关心的一类施工问题。目前,针对该领域地层沉降的简化理论研究还仅仅针对自由位移场,没有考虑临近既有构筑物的遮拦效应影响。依托上海在建地铁施工工程实践,采用简化理论方法、三维有限元数值模拟方法以及现场监测方法,分析考虑运营隧道遮拦效应影响的土压平衡盾构施工引起的周围土体沉降规律,并与自由位移场条件下盾构施工引起的地层变形进行对比分析;在此基础上,给出地铁盾构复杂叠交穿越引起的临近地铁隧道的变形规律。研究表明,本文提出的简化理论方法和三维有限元数值模拟方法可以较好地模拟遮拦叠交效应下地铁盾构掘进引起的地层沉降变形;临近既有建(构)筑物施工,盾构施工引起的周围土体沉降较大程度地受到遮拦效应影响,与自由位移场条件下的计算结果对比存在较大差别。最后,结合盾构施工监测数据,提出复杂遮拦叠交效应下的盾构叠交施工变形控制技术措施。成果可为合理制定施工场地存在复杂建(构)筑物工况条件的地铁隧道开挖对周围环境保护措施提供一定的理论依据。

L形圆管节点的强度和刚度

L形圆管节点主要以受弯为主,不同于管桁架中的普通节点。采用简化理论方法对L形圆管节点的强度和刚度进行了分析,横向正应力的存在对节点域钢管具有“捏合”作用,从而降低了节点的刚度和承载能力,无加劲肋的L形管节点属于半刚性连接。影响横向正应力大小的主要因素是钢管的夹角、连接方法和构造措施。根据理论分析结果并结合工程实际提出了L形管节点的参考计算方法和设计建议,最后采用有限单元法对理论计算方法作了验证,取得了一致性的结论。

楔形撞头作用下固支矩形板的耐撞性

为了评估刚性楔形撞头作用下固支矩形板的结构耐撞性,本文提出了新的简化理论分析方法,将固支矩形板的塑性变形区域划分为轴对称的4个板块,各个板块的变形均采用抛物曲面的变形模式,推导了楔形撞头与固支矩形板之间撞击力的计算公式,并与试验结果进行对比,数据显示简化理论方法计算结果与试验结果吻合较好。研究表明,提出的简化分析方法能够较好地预报楔形撞头作用下固支矩形板的耐撞性能。