越江地铁联络通道施工工法及数值分析

以某越江地铁联络通道工程为依托,通过对联络通道常用施工工法的特点及风险性等方面进行分析与比较,提出了越江地铁联络通道的首选施工工法,并对联络通道的结构和冻结进行了设计。为了更加直观地了解冻结加固效果,运用地层—结构法对施工过程进行了三维数值模拟分析,为今后联络通道冻结法设计及施工提供一定的参考。

越江地铁循环荷载下软黏土累积应变特性及微观结构特征

越江通道往往需要穿越江底深厚软黏土层,而这些土层容易发生过大的变形沉降,从而对地铁运营安全造成不利影响。通过室内双向动三轴试验模拟越江地铁循环荷载对软黏土地基的作用,得到软黏土应变发展规律曲线,建立越江地铁循环荷载作用下软黏土的累积应变模型。结合核磁共振扫描试验,分析循环加载前后的土体微观孔隙结构,研究越江地铁荷载作用下有效围压以及径向循环应力比对孔隙分布的影响,并从微观角度研究孔隙结构与宏观动力特性的相关性。基于试验结果,提出了越江地铁荷载作用下软黏土应变累积的显式关系式,且综合考虑了有效围压和径向循环应力比的影响。研究结果表明:在一定情况下,土体产生的累积应变与围压、径向循环应力比呈反比;循环加载破坏土单元之间的连接导致孔径分布发生显著变化;在越江地铁荷载作用下,土体孔隙结构具有振密趋势,土颗粒破碎程度加剧,土体大孔隙减少,小孔隙增多;在越江地铁循环荷载下,平均孔径与轴向累积应变之间具有负相关性。

越江地铁荷载作用下软黏土孔压试验研究

杭州湾区域越江地铁往往穿越江底深厚软土层,同时上覆冲淤以及水位的变化会对地铁变形造成不利的影响,从而对地铁安全运营造成隐患。基于双向动三轴试验,首次模拟了越江地铁循环荷载对软黏土地基的作用,得到软黏土孔压发展曲线,并建立越江地铁作用下软黏土的孔压模型。研究结果表明:越江地铁循环荷载作用下,软黏土的孔压发展呈现出"急剧上升→增速减缓→趋于稳定"的变化规律;增大循环加载过程中的有效围压,孔隙水压力会上升;增大径向循环应力比孔隙水压力的稳定值会随之增大;采用二次对数模型能够较好地模拟越江地铁荷载作用下软黏土的孔压发展,且综合考虑了越江地铁荷载径向循环应力比和有效围压的影响,能够为越江地铁工后沉降的控制及预测提供相应的参考。

国内地铁首条越江区间联络通道结构设计

研究目的:武汉地铁2号线越江区间联络通道,是国内地铁首次在长江底砂层中实施的联络通道,其中带有泵房的3#联络通道最大水头高度约56 m,高水压和高风险,结构设计尚无先例可以借鉴和参考,需采用合理的设计方案,以保证结构安全和施工安全。研究结论:本文对位于江底埋深最大的3#联络通道及泵房,进行研究分析,有如下主要结论:(1)实践证明江底砂层采用冻结法加固地层,是安全可靠的,但应尽量优化泵房有效容积,减小集水池体量,降低冻结施工风险;(2)常规的矩形断面集水池设计,难以同时满足冻结施工和结构高水压抗剪双重要求;(3)联络通道采用结构墙体变厚度,集水池水平向采用近椭圆形断面设计方案,取得意想不到的结果,不仅克服高水压抗剪的问题,而且新的结构型式大大改善结构受力,提高结构安全富裕度;(4)该种联络通道结构型式可为其它类似隧道的设计提供借鉴。

汛期地铁行车荷载作用下越江隧道离散元分析（英文）

目的:揭示汛期及常水位条件下地铁随机振动荷载作用下越江隧道管片及周边岩土体的动力响应及变形机制。创新点:建立越江地铁隧道二维离散元模型,并采用随机振动荷载模拟地铁行车荷载,揭示汛期和常水位条件下地铁行车荷载对越江隧道稳定性的影响。方法:采用离散元方法进行数值仿真。1.基于室内三轴试验和离散元数值拟合得到土层的各细观参数;2.采用不同接触模型对隧道内钢轨、轨枕、管片以及周边岩土体进行建模;3.将地铁随机振动荷载施加在钢轨上,对管片及周边岩土体不同区域内颗粒的受力及变形进行监测并分析。结论:1.位于隧道上半部分的周边岩土体颗粒振动偏大;2.随着距离的增大,振动波在周边岩土体内先放大后减小;3.汛期水位条件下地铁行车荷载对管片和周边岩土体的振动影响较小,但是对隧道变形影响较大。