Field Load Test Based SHM System Safety Standard Determination for Rigid Frame Bridge

The deteriorated continuous rigid frame bridge is strengthened by external prestressing. Static loading tests wereconducted before and after the bridge rehabilitation to verify the effectiveness of the rehabilitation process. Thestiffness of the repaired bridge is improved, and the maximum deflection of the load test is reduced from 37.9 to27.6 mm. A bridge health monitoring system is installed after the bridge is reinforced. To achieve an easy assessmentof the bridge’s safety status by directly using transferred data, a real-time safety warning system is createdbased on a five-level safety standard. The threshold for each safety level will be determined by theoretical calculationsand the outcomes of static loading tests. The highest risk threshold will be set at the ultimate limit statevalue. The remaining levels, namely middle risk, low risk, and very low risk, will be determined usingreduction coefficients of 0.95, 0.9, and 0.8, respectively.

膨胀土高填方渠堤沉降变形特征研究

南水北调中线工程膨胀土高填方渠堤的工后稳定性是各方关注的焦点,如果渠堤工后沉降大,易导致衬砌面板结构内力变化,影响渠道的运行安全。针对南水北调中线某膨胀土高填方渠堤工后沉降明显的问题,通过该段渠堤现场表面变形、内部变形、地下水位和降雨量监测数据的分析,对其沉降变形特征进行了研究。结果表明:高填方渠堤中渠基膨胀土的垂直表面位移受降雨影响显著,其导致高填方渠堤沉降变形随时间的变化可分为缓降段、陡降段、回弹-稳定-陡降段和回弹段4个阶段;填方高度对渠堤的表面变形和内部变形均存在显著影响,渠堤沉降量随着填方高度的减小而逐渐减小,同时,渠堤内部变形主要集中在孔口以下6~7 m的深度范围内,且指向渠外方向累计水平位移量较大于指向渠内方向的累计水平位移量;结合测压管水位、垂直位移测点及降雨量的变化规律,得到了该段渠基土的表面变形与测压管水位存在较强的相关性,地下水位变化是导致区域地表变形的主要因素。研究成果对膨胀土高填方渠堤工后沉降防治具有科学的参考意义。

交叠隧道引起地表及既有隧道变形规律分析

为了研究新建盾构隧道上穿既有隧道引起的地表沉降和隧道变形规律,以武汉轨道交通5号线一期工程施工为背景,利用FLAC3D软件进行了数值模拟,分析了新建左线隧道上跨施工对下卧左线和上跨右线隧道及地表土体变形的影响,并与现场实测结果进行了对比分析。结果表明:新建盾构隧道上穿对既有隧道水平变形的影响较小,需重点关注既有隧道竖向变形和盾构区变形监控工作;随着新建隧道掌子面推进,既有隧道距离掌子面越近处变形速率越大;开挖引起的隧道外地表沉降符合正常开挖沉降规律,即离隧道中心点越近,地表沉降量越大,开挖至中部时地表变形速率较快,接近稳定阶段开挖时地表变形速率较慢;交叠段开挖完成后地表沉降数值模拟结果与实际盾构施工现场地表监测数据之间的误差最大仅为4.32 mm,在误差允许范围内。研究结果对同类工程应用具有一定的指导价值,能为类似工况下的工程施工提供参考。

地下管廊深基坑回填土层沉降特征研究

为研究城市地下综合管廊回填后路面的沉降规律,依托雄安新区某管廊工程,运用现场回填土层沉降变形物联网智能监测与数值模拟计算方法,建立了综合管廊基坑回填施工过程的力学计算模型,对不同工况下的路面沉降与管廊结构的应力、应变情况进行分析。研究结果表明:1)回填土体的累积沉降量及各土层间的沉降差随着回填土层厚度的增大而增大。2)在阶梯法回填施工中,施工回填段数越多,路面沉降量及不均匀沉降程度越小,管廊结构变形越大。3)施工后的路面沉降量随着压实度的增大而显著减小。相关模拟方法与研究成果可为类似综合管廊回填工程的方案设计提供参考依据。

软土地区盾构小角度下穿箱形隧道的变形与控制

以天津地铁4号线盾构隧道小角度、近距离下穿运营的地铁1号线明挖箱形隧道为工程背景,分析了下穿施工阶段既有隧道的竖向位移、水平位移变化情况,并对控制措施进行了研究。结果表明:盾构隧道左线、右线先后下穿引起的既有隧道纵向沉降曲线分别呈V形、U形,右线下穿引起的既有隧道沉降较左线引起的大;与双洞盾构隧道正交下穿既有隧道工程相比,小角度下穿引起的既有隧道纵向沉降曲线的沉降槽宽度显著增大;随着盾构掘进,既有隧道水平位移的方向由逆着盾构掘进方向转变为朝着盾构掘进方向;二次注浆对于控制既有隧道竖向位移、水平位移效果较好。

地铁隧道下穿既有建筑桩基础的影响分析

地铁隧道在施工过程中,隧道下穿上部建筑物时会对桩基础受力和变形造成影响。同时,在施工过程中桩基础的卸载也会影响到隧道结构的受力。因此,研究地铁隧道下穿建筑物桩基础具有重要意义。本文以成都地铁6号线下穿搅拌站桩基础为工程背景,利用Midas GTS软件建立桩基-隧道三维数值计算模型,对地铁隧道下穿既有建筑物桩基础采用三台阶预留核心土法施工技术进行数值分析,并结合地表沉降监测数值进行对比分析。结果表明:隧道开挖后,围岩位移、桩基础位移、桩基础应力和地表沉降值均较小,说明施工安全可靠。同时,将地表沉降模拟值和实测值进行比较分析,发现两者变化规律基本一致且相对误差较小。因此可以得出结论,本文所建立的数值模型具有较高的合理性。

夹桩基条件下双线隧道盾构施工沉降特性研究

盾构法具有适用范围广、施工速度快、施工质量好等优点。为探究双线隧道盾构施工引起的地表沉降对隧道间既有桩基变形的影响特征,以无锡地铁某区间隧道盾构开挖工程为依托,采用有限元法构建数值计算模型,对比了双线异步掘进(方案1)、右线隧道先施工(方案2)和左线隧道先施工(方案3)3种盾构施工方案的地面沉降和桩基变形,通过现场监测数据与模拟计算数据的对比分析,验证所建立数值模型的合理性。结果表明:方案1具有最小的地表沉降和桩基变形,方案2地表沉降和桩基变形最大,方案3的地表沉降和桩基变形比方案2小。研究结果可为类似拟建和在建盾构隧道工程提供理论指导与参考。

基于工程类比的盾构下穿高速铁路路基 沉降预测及控制措施

以石家庄地铁4号线盾构隧道下穿京广高速铁路路基段为工程背景,通过选取具有相似地质条件和施工环境的石家庄地铁2号线K24+108处进行工程类比,对盾构施工引起的高速铁路路基沉降进行了预测,并在此基础上通过数值模拟计算了不同地层损失率下的路基沉降,并探讨了袖阀管注浆技术的有效性。结果表明:工程类比法能够有效预测未施工的地铁4号线下穿高速铁路段的路基沉降;建议在下穿段前方60~120 m设置试验段调整掘进参数,并将地层损失率控制在0.75%以内;施工中结合信息化施工监测和盾构主动控制技术,可将路基沉降控制在5 mm以内。本研究为类似工程提供了一种快速、经济的沉降预测和控制方法,对保证高速铁路安全运营具有重要意义。

抗浮作用下大底盘底板后浇带施工影响研究

为研究抗浮水位改变对沉降后浇带施工质量的影响,依托实际工程,利用Midas GTS建立结构施工阶段抗浮水位计算模型,研究不同水位高度对结构的影响情况,提高了地下水的降水限值。后浇带封闭时,利用传感器得到后浇带浇筑后28 d内温度、应变的变化数据,结合理论分析,得到以下结论:提高降水安全高度后,根据规范要求,待沉降后浇带两侧结构沉降稳定后浇筑混凝土,后浇带的浇筑质量可以满足设计要求;此外在施工时应采取加强防水措施,避免钢筋锈蚀。

考虑地基模量选取弹性模量修正参数的高速铁路复合地基路基沉降预测

高速铁路路基沉降的精准预测对于铁路运行安全具有重要意义。提出一种考虑地基模量选取弹性模量修正参数的复合地基路基沉降预测方法,通过MidasGTS-NX有限元软件数值模拟,应用于昌景黄高速铁路段路基沉降预测,与现场监测进行对比,其预测误差控制在10%以内,表明该方法具有一定的可靠性。应用于多线并行既有石济客专铁路复合地基路基沉降预测,结果表明:最大沉降位移达到32mm,分别出现在上、下行联络线路肩位置处,整体变形趋势由右向左逐渐增大,左线中心、路基面中心、右线中心最大沉降值分别为21、17、16mm,沉降预测值符合规范要求。

安康机场罗家河膨胀土高填方沉降变形特征研究

安康机场罗家河高填方是国内罕见的膨胀土填方体。通过表面与底部涵洞沉降监测,对其沉降变形特征进行了研究。结果表明,膨胀土高填方次固结阶段的表面沉降受降水影响显著,出现反复膨胀变形,最大膨胀速率为0.485mm/d;建立了考虑填方厚度与沉降时间的膨胀土高填方工后沉降预测模型,模型参数u可表征挖填交界面处地基沉降在此处产生的拖拽效应引起的沉降量,模型计算值与实测值平均相对误差为12.17%,该模型可为地质条件与填筑材料类似工程的工后沉降预测所借鉴;依据填方体胀缩变形可将其分为8个阶段,胀缩变形阶段均与时段降水量关系密切,其中缓升段Ⅶ时段降水量为644mm,对应的膨胀量达44mm;该膨胀土填方体总体表现为膨胀,而非其他岩土填筑体的压缩变形。

超大直径盾构隧道穿越并列布置建筑群影响分析

以上海市超大直径盾构隧道北横通道下穿建筑群工程为研究背景,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,对隧道穿越过程中建筑沉降进行分析,并在此基础上根据现场建筑排列特点建立并列布置建筑群,通过设计4种不同穿越工况,研究盾构穿越建筑群时地表沉降和隧道上方单幢建筑沉降受周围建筑影响规律。研究结果表明:侧穿区域内建筑对地表沉降曲线影响较小,下穿区域内建筑引起地表沉降曲线呈现非对称“V”形;建筑群对地表沉降主要影响区域为隧道轴线两侧2D范围,施工过程中应对该范围进行重点监测;侧穿区域内建筑对隧道轴线另一侧建筑沉降有抑制作用,下穿区域内的建筑对隧道上方建筑扰动较大;隧道穿越建筑前,纵向方向的建筑群对该建筑的隆起变形有抑制作用,穿越后,纵向方向的建筑群对该建筑的沉降影响更大;建筑纵向倾斜率随盾构开挖进程变化较大,盾构穿越过程中应重点关注建筑纵向倾斜变化。

铁路高填方路基不同沉降预测方法对比分析

针对高填方路基沉降问题,文中依托威远县成自高铁威远站基础设施项目,进行了现场沉降监测。通过双曲线法、三点法和指数曲线法对沉降进行了预测,并与现场监测结果进行了对比分析。结果表明,通过双曲线法对沉降进行预测,4个测点相对误差均超过了3%,预测结果偏于保守;三点法和指数曲线法预测结果均偏小。通过三点法对沉降预测的相对误差较低,最大误差未超过0.5%,体现出了良好的预测效果。指数曲线法预测沉降最大误差为0.71%,预测结果与实际监测结果较为吻合,预测效果准确度较高。三种方法相比,三点法表现最好,与实际监测结果最为吻合,双曲线法预测结果偏于保守,更适用于保守型决策使用。

阜溧高速路桥过渡段软基沉降控制技术

以阜溧高速公路软基处理工程为依托,采用Midas GTS NX软件分别计算了水泥搅拌桩和预应力管桩加固软基后的地表沉降,分析了路桥过渡段软基的沉降规律,对比了采用预应力管桩处理软基后地表沉降的模拟值和监测值。结果表明:水泥搅拌桩对软基处理效果较差,处理后的地表沉降达到20.86 cm;软基在采用预应力管桩处理后,地表最大沉降为5.08 cm,相比水泥搅拌桩方案,沉降大幅减小;采用预应力管桩处理软基后,地表沉降模拟值和监测值相差较小。本工程采用预应力管桩对路桥过渡段软基进行处理较为合适。

滨海地区二元地层明挖隧道基坑施工变形实测分析

为分析滨海地区软-硬二元地层中深长基坑开挖引起的邻近土体变形响应特性及分布规律,以厦门枋钟路隧道明挖基坑为例,采用现场实测方法对基坑开挖引起的邻近土体水平位移、地表沉降及立柱变形分布特性进行了分析。实测结果表明:基坑开挖引起的土体水平位移呈现中间大两头小“鼓胀”式分布,最大水平位移约为基坑开挖深度的0.16%~0.50%,且大致位于开挖面以下10 m深度处;基坑邻近地表沉降呈“凹槽”形分布,最大地表沉降约为基坑开挖深度的0.25%,发生在距坑边0.3倍基坑深度的位置;相较而言,立柱竖向变形分布较为均匀,最大竖向位移约为5~10 mm。

有轨电车不同跨度一体化复合桩板结构路基沉降控制离心模型试验与验证

目的:随着城市轨道交通的快速发展,越来越多的城市开始建设有轨电车。有轨电车桩板结构路基是近年来提出的一种新型路基结构形式,现有一体化桩板结构路基在设计时没有考虑板下土体承受荷载,这将会导致设计保守,造价较高,工期较长等问题,一定程度上会制约有轨电车一体化桩板结构路基的推广和应用。方法:以某有轨电车工程为背景,采用离心模型试验与现场实测结果对比验证的方法,研究桩板结构在有轨电车荷载作用下随不同跨度条件下发生的沉降变形规律,在此基础上对原有设计方案进行优化,为一体化复合桩板结构路基的设计提供依据。结果及结论:研究表明:一体化桩板结构路基可以适量考虑板下土体承载能力,通过疏化桩体控制变形,形成一体化复合桩板结构路基;一体化桩板结构路基的离心模型试验数据与现场监测数据的规律相吻合,数值差异受土层性质影响,试验为最不利工程变形情况;在现有计算理论无法对板下土体承载精确计算时,可以在桩板结构设计方案的基础上,适当调整桩体跨度并通过试验验证后优化工程设计方案,在满足工程要求的同时,达到在城市区域施工过程中缩短工期及降低造价的目的。

绿色电力交易结算流程安全监测模型研究

为了避免电力用户在交易过程中受到欺诈,需要对整个绿色电力交易结算流程展开监测。提出了基于多时间尺度耦合的绿色电力交易结算流程安全监测模型。基于时间光滑正则化的序列数据融合方法,对多时间尺度的绿色电力交易数据展开融合处理。根据数据融合结果,分析绿色电力交易结算的具体流程,创新性地采用蒙特卡洛模拟法建立交易模型。通过马尔科夫随机场模型,根据绿色电力交易结算流程的特点建立安全监测模型,以实现绿色电力交易结算流程的安全监测。试验结果表明,应用所提模型可以覆盖整个绿色电力交易流程,高精度监测绿色电力交易24 h的安全态势。该研究为分析绿色电力交易结算过程中存在的安全隐患提供参考。

深基坑开挖导致邻近建筑群大变形损坏的实测分析

深基坑开挖对邻近建筑物的变形和安全有着重要的影响,然而,深基坑自身安全开挖却导致邻近建筑群变形损坏的工程实录却并不多见。为此,结合某高档综合楼12 m深基坑开挖工程施工过程的现场监测结果,分析了深基坑开挖导致邻近11幢建筑物的沉降变形发展过程,及其与地基条件、基坑开挖施工工序、支护结构水平位移、建筑物基础型式之间的关系。结果表明,深厚的淤泥质粉质黏土夹粉砂地基及基坑降水是诱发6幢建筑物产生超过100 mm沉降变形而损坏的根本原因,有效的止水帷幕和降水措施是控制该类地基深基坑开挖工程对邻近建筑物影响的关键。

盾构侧穿邻近古建筑的施工影响分析及保护措施加固效果的研究

结合上海地铁11号线侧穿古建筑的实际工程,采用数值计算和现场实测相结合的方法,对国内最新型的MJS桩基施工预加固与新建隧道侧穿引起的邻近古建筑的沉降进行了深入研究。整个施工力学的全过程对建筑物的影响分为桩基施工扰动阶段、上行线穿越阶段和下行线穿越阶段3个阶段。其中先期桩基施工扰动的影响相对显著,但由于MJS桩的保护作用,上行线穿越影响次之,下行线穿越影响最小。计算结果表明,由于桩基施工的预加固与隧道左侧建筑物的存在,使得地表的沉降槽与传统的形式有较大区别;同时,地表的水平位移分布规律也发生了明显的变化。此外,由于隔离桩的保护,大大减少了盾构掘进对地表以及建筑物沉降的影响。现场监测与数值计算的结果对比分析也表明两者所反映的规律较一致,其数值差别较小,进而验证了数值计算方法的准确性与合理性。

软土地区超深基坑变形特性离心模型试验研究

以上海某挖深38m的超深基坑工程为背景,利用离心模型试验研究了两组类似工况下超深基坑的围护结构变形、土压力变化、地表沉降等性状,同时也探索了主要工程性状的内在联系,并与现场施工实测数据结果进行了比较验证。试验结果表明:两组类似工况下超深基坑的开挖性状近似,其中,围护结构变形随开挖的进行而加大,在开挖后期水平位移最大值不再增大,只是最大值点下移,最大值点基本位于开挖面附近;围护结构后侧的土压力的变化值较好地吻合围护结构自身的变形状态;地表位移呈沉槽状,槽底随开挖的进行而逐渐加深并外移,试验结果与实测数据吻合。