沉井在淤泥质软土地基下的应用研究

以青岛胶州海岸冲积平原软土地区某过河沉井工程为例,通过验算沉井在软土地基的下沉稳定系数,综合分析沉井突沉行为机理,提出了采用水泥土搅拌桩加固沉井刃脚处淤泥质土从而提高刃脚下土地基承载力的方法以减小沉井下沉稳定系数,避免沉井下沉时出现突沉行为,为该地区类似地质条件下的沉井结构设计应用研究提供借鉴。

沉井施工在实际工程中的应用与问题分析

结合某金属板带厂熔铸车间3个外形尺寸相同的沉井施工实例,从沉井制作、下沉、封底3个方面研究了沉井施工过程中的控制措施。同时,对沉井下沉系数进行计算,分析了沉井对周围土的扰动原因。针对沉井施工中常见的突沉现象,下沉纠偏问题提出了相应的解决方法,使工程顺利完成。

深厚软土地区大型沉井突沉行为分析

为了研究深厚软土地区某大型沉井的突沉行为,结合现场监测数据对沉井的下沉过程及受力特性进行分析,推测了沉井发生大幅度突沉的机理;基于ABAQUS/Explicit有限元软件,将显式动态求解方法应用于沉井下沉的拟静力过程分析,揭示了沉井突沉过程中土体的扰动损伤行为。分析结果表明,由于局部土体损伤失效带动周围大面积土体的不稳定损伤演化从而引发沉井快速下沉,土体损伤耗散能的大小可表征相应的沉井区域的下沉量;采用扩展的Drucker-Prager模型并结合损伤因子演化方程用来模拟土体扰动损伤特性的方法,能够定量分析评价沉井周边软土在受力变形后的扰动度和相应的沉井突沉行为。

大型沉井下沉阻力分布特征及相关工程问题

随着深水大跨度桥梁的迅猛发展,超大超深的沉井基础得到广泛应用,小型基础的相关经验与理论已不再适用,有必要明确现阶段的研究进展和研究成果,提炼沉井施工过程中尚需解决的关键性问题。已有研究表明,下沉阻力的变化或分布不均是引起沉井基础发生突沉、滞沉及偏沉等工程问题的直接原因,然而,目前对此类工程问题的研究尚停留在现象分析和预警补救的层面,缺乏理论方法的深入探索,对土层特性及固结条件等因素的考虑不足。本文归纳总结了大型沉井基础下沉阻力的分布特性和变化规律,进一步分析了沉井下沉期间由此引发的突沉、滞沉及偏沉等工程问题的内在机理,并探讨了大型沉井施工对周边环境的影响,为其施工技术及工程灾变机理研究提供参考。

水中沉井下沉期间刃脚空间受力试验

以沪通大桥沉井为背景,设计完成了深水大截面沉井下沉模拟试验。模拟了沉井在水中不排水吸泥下沉的过程,并分析了沉井在下沉过程中刃脚踏面和斜面应力在空间上的分布规律,得出沉井角点处应力最大,长边中点处最小,短边平均应力大于长边的结论。以长边中点为基准应力,确定了长宽比为1.33时刃脚全截面的应力系数。刃脚斜面上应力除受空间位置影响外还与泥面高度相关,且变化规律与踏面应力相反。当泥面高度确定后,用三次函数确定其应力分布。讨论了倾斜、翻砂突沉对刃脚受力的影响,得出两者均会引起刃脚空间受力分布的改变。发现沉井翻砂和突沉前后刃脚踏面应力、斜面应力、刃脚处水力梯度均会发生明显的变化,且变化趋势均早于沉井翻砂和突沉的发生,对沉井翻砂和突沉的预警有重要意义。

上海海滨三带喙库蚊和中华按蚊早春出现与锋面天气的关系

本文报道了1982～1988年上海奉贤海滨三带喙库蚊和中按华蚊早春连续观察结果。发现三带喙库蚊早春首现、突发和突增19个个例均发生于锋面过境当日,次日或高压后半部的下沉气流区;早春出现之前1～3日内,高空均西南气流控制。中华按蚊仅出现6个突发个例(无突增个例),而且发生于锋面过境当日或次日的个例只有3个。锋面过境前后出现蚊虫日数、三带喙库蚊有极显著差异(P<0.01),中华按蚊无显著差异(P>0.05)。说明三带喙库蚊早春出现与锋而过境有关,提出三带喙库蚊早春北迁降落的可能性。

黄土地区大型沉井施工突沉及偏沉行为分析

为研究大型沉井在湿陷性黄土地区的突沉及偏沉行为,结合现场监测数据、沉井已沉深度和刃脚段所在土层情况,对沉井的突沉及偏沉机理及其原因进行总结和分析。结果表明:黄土湿陷性和刃脚段所在土层的承载力强度差异较大是导致沉井突沉的主要原因;地下水位高度存在差异所导致的地层软硬程度不一致是沉井偏沉的主要原因;其次发现,沉井取土下沉法也可能对沉井的偏沉存在一定影响。

复杂地基土上的沉井施工中遇到的问题分析

沉井泵房工程场地,存在复杂地基土,下沉过程中要穿过深厚的软土（2）淤泥层,其地基承载能力fak=30 kPa,且刃角进入粉砂粉土淤泥质粉质粘土互层2～3 m,场地赋含承压水.该工程于沉井井壁及底板下采用水泥土搅拌桩加固,防止突沉;采用管井降水,防止突涌.

超大型沉井基础下沉中后期摩阻力特性及突沉机制研究

针对平面面积不断增大的超大型沉井基础在下沉施工中后期因摩阻力增大导致的滞沉、突沉等问题,基于沉井下沉期间井底端阻力、刃脚埋深摩阻力、侧壁摩阻力等受力组成的理论研究,提出计算静、动摩阻系数的理论公式。以五峰山长江大桥沉井基础为对象,结合现场实测数据与理论计算结果研究下沉中后期的阻力特征及突沉机制,并探讨突沉控制对策。研究结果表明:侧壁摩阻力随下沉深度增加而增大,在下沉中后期约占总阻力的70%以上,是滞沉的主导因素;基底开挖不均匀及局部过挖时,瞬时静、动摩阻力变化力差是引起突沉的关键因素;根据多次突沉前后实测数据计算得到的静、动摩阻系数分别介于0.444~0.525,0.245~0.401,动摩阻系数为突沉前瞬间静摩阻系数的0.56~0.77倍,导致了显著的不平衡下沉力带动沉井瞬间加速下沉;空气幕及降水等措施有效降低静摩阻系数至0.225~0.325,提升下沉系数至1.10以上,是避免滞沉、突沉的关键措施。

立井回填及悬吊管竖向荷载的试验研究

采用模型试验方法,给出了立井回填的过程中出现填料突沉问题的相似准则.通过物理模拟,再现了泥浆夹层的形成与破坏过程,指出泥浆夹层结构的破坏导致填料突沉,进而导致悬吊管竖向荷载的突然增加;为模拟填料突沉,在试验装置底部设置气囊,以底囊排空模拟井中填料的突沉,获得了井中流体、填料级配变化条件下的悬吊管竖向荷载,并推算出原型中的竖向荷载可达40.44MN,足以拉断悬吊管;文中提出采用柔性管接头、减小管土间摩擦系数、优化填料工艺等方法,可有效控制悬吊管的竖向荷载.