岩土工程勘察自动智能化技术研究现状

对岩土工程勘察领域中自动智能化技术在钻探、原位测试中的研究现状进行了介绍,对现阶段勘察领域中设备与仪器自动化与智能化改进的特点进行了总结,针对当前勘察领域的不足,提出未来岩土工程勘察自动智能化新技术研究与发展的新方向。

上海湖沼平原地区邻近建筑堆填土处理方案研究

目前关于受堆土影响的被动桩的研究,主要关注被动桩桩身变形和桩身内力的分析,较少关注如何采取措施减轻被动桩受堆土的影响。本文对上海湖沼平原地区某邻近建筑堆填土工程处理方案进行研究,从控制堆土差异沉降及对邻近建筑物被动桩影响的角度,采用二维平面应变有限元法,进行考虑长期固结效应的桩土相互作用计算分析,对比了不作特殊处理、边桩外挑方案、加大筏板外挑方案、单排桩方案和双排桩方案,研究了既定的填土高度下不同处理方案的堆土工后沉降、差异沉降情况以及工程桩的桩身附加弯矩、附加剪力、桩身侧向位移情况。研究发现:采用筏板外挑或单排桩方案,可以显著降低工程桩桩身附加弯矩及剪力值,但对邻近主体建筑区域堆土工后沉降减小效果不明显;采用双排桩方案,对控制邻近建筑物区域的路面沉降、差异沉降以及降低工程桩桩身附加弯矩值均有显著效果。

软土地区桩端后注浆失效补救方法及效果验证

通过上海软土地区某项目桩端后注浆失效时补救的实践,提出了一种桩侧成孔埋设注浆管进行后注浆补救的施工方法,该方法包括如下步骤:(1)尽量贴近既有桩基于桩侧对称成两个补救孔,成孔时应采用下钢套管的方式控制垂直度;(2)埋设两根注浆管,一根伸入桩底、端部有带逆止功能的注浆器,称为“补救注浆管”,采用约1.0 m长度隔离材料对“补救注浆管”进行包裹,避免封孔时“补救注浆管”被堵塞;另一根底部位于隔离段以上,桩底以上1.0 m,用于封孔,称为“封孔注浆管”;(3)通过“封孔注浆管”进行水泥-水玻璃双液注浆封孔;(4)待封孔48 h后,水泥-水玻璃双液注浆加固体达到一定强度,通过“补救注浆管”进行注浆,考虑到注浆的有效性,建议补救注浆的注浆量按原设计注浆量的两倍考虑。桩基静载荷试验结果显示,通过桩侧成孔补救注浆后,桩基的单桩竖向抗压承载力不低于正常注浆桩基的单桩竖向抗压承载力。

运营地铁隧道多源测试信息集成与安全管控平台研究

近年来,城市地铁隧道结构长期健康问题日益凸显,全面、及时掌握地铁隧道结构安全影响要素信息,实现数字化、可视化及智能化管理已成为必然选择。本文结合软土地区城市地铁结构维护管理需求,采用建筑信息模型(BIM)、地理信息系统(GIS)技术、虚拟可视化等多种信息技术,通过构建二、三维一体化平台,实现隧道地质、结构、监测、巡视等多源测试信息的融合,为运营地铁隧道维护管理工作提供必要的技术手段。

基于岩体波速的Hoek-Brown模型GSI指标确定方法

常规的Hoek-Brown模型中地质强度指标GSI采用野外判别方法确定,但该方法受工程师经验影响较大。本文利用岩体波速、GSI与模量的关系,提出了一种采用岩体波速确定Hoek-Brown模型中GSI指标的定量计算方法,并提出了综合施工扰动影响的广义GSI指标。通过与常规方法对比,以及对长沙某项目的岩基载荷试验预测,验证了本文方法的可行性,对Hoek-Brown模型在工程中的广泛应用具有重要意义。

基坑开挖对邻近土体扰动的孔压静力触探试验分析

软土地区基坑开挖会对周边土体造成一定程度的扰动,研究如何有效地对土体扰动进行评价对于控制基坑开挖的稳定具有重要意义。采用孔压静力触探的方式对基坑不同区域的土体进行原位现场测试,测试结果表明:仅从各层土的锥尖阻力及侧壁摩阻力大小及变化规律难以有效判断基坑开挖对周边土体造成的扰动,可采用原位孔压消散试验通过土体渗透性的变化来反映土体的扰动程度。研究结果显示,对于该基坑同一层土邻近基坑区域土体的渗透性相较于远离基坑区域改变明显,相对来说,开挖深度范围内上部周边淤泥土扰动程度更大。

上方卸载作用下盾构隧道变形特征分析

处于软土地区内的盾构隧道对保护区内施工活动影响较为敏感。由于盾构隧道为拼装结构,受上方卸载影响产生的变形并非刚体位移,因此,准确认识盾构隧道的变形特征对地铁的运营安全至关重要。在对卸载作用下盾构隧道的变形进行研究时,将管片接头等效为弱化接触面的混凝土梁,采用数值模拟方法便可以分析不同开挖空间尺寸对隧道的变形影响。研究结果表明:隧道上方卸载量越大,隧道竖向隆起量就越大;隧道径向收敛变形属于管片结构内部变形,在上方卸载作用下,其横径收敛与隧道隆起变形同时发生且变形趋势相悖;卸载作用影响若在隧道管片结构可承受范围内,则管片径向变形是可以在内部均衡协调的。

UHC管桩在200m超高层建筑中的应用

超高层建筑荷载较大,较少采用预制桩。本文在长沙某住宅项目中,通过系统的地基、单桩和桩筏载荷板试验、施工措施改进和三维数值分析,将UHC超高强预应力管桩成功应用于200m超高层住宅建筑,为相关工程提供了宝贵的经验。研究发现,相对于桩筏载荷试验结果,通过地基土载荷试验和单桩载荷试验分别得出的地基土和桩基刚度是偏于保守的,但满足工程设计需求;UHC管桩在圆砾层或残积含砾粉质黏土层中沉桩难度较大,可采用长螺旋引孔、重锤低击等方式确保有效桩长;采用小应变硬化土的三维数值分析模型计算表明,超高层沉降和倾斜率满足设计要求;沉降监测数据显示,建筑物最终沉降约为1cm,表明了在超高层建筑中采用UHC管桩的桩土共同作用方案是切实可行的。

垃圾渗滤液对混凝土耐久性影响的对比试验研究

针对垃圾渗滤液环境下的混凝土耐久性问题开展研究,通过抗氯离子渗透试验与抗硫酸盐侵蚀试验,对比研究不同养护条件下(标准养护、渗滤液原液、常规地下水样、不同浓度垃圾渗滤液配置液)混凝土试块的快速氯离子迁移系数、电通量及抗压强度的变化规律。结果表明:垃圾渗滤液环境对混凝土耐久性的影响显著,除了常规的氯离子、硫酸根离子外,渗滤液中其余成分(包括金属离子、有机质等)对混凝土耐久性的影响同样不可忽视。上述定量化的测试结果可为垃圾渗滤液侵蚀条件下混凝土腐蚀程度及结构力学特性演化规律提供科学依据。

一种岩石地基承载力的计算方法

基于13个不同岩性的完整性为极破碎—较破碎的岩基载荷板试验结果,提出了一种岩石地基的天然地基承载力特征值的简化计算方法。该方法以剪切波速描述基岩的完整性,以岩石单轴抗压强度描述基岩的软硬程度,承载力计算值与实测值的拟合优度R^(2)可达到0.91。同时,对本文提出的计算方法、Poulos计算方法、《核电厂岩土工程勘察规范》算法以及《建筑地基基础设计规范》经验算法进行了对比分析,分析结果表明,采用本文方法可以充分挖掘岩基承载力的潜力,采用核电规范算法相对较保守,Poulos方法对于剪切波速低于700m/s的基岩可能偏于不安全,而地基基础规范经验算法计算值与实测值相比离散性较大,不利于工程应用。

地铁结构设施安全数字化管控系统研发与应用

面向地铁工务结构安全精细化管理以及轨道交通行业数字化发展目标,结合杭州地铁运营工务业务需求,文章通过调研设计地铁工务数字化管控业务流、数据流及支持多终端的云平台架构体系,研发出地铁结构设施安全数字化管控系统。结合系统应用建立地铁结构设施安全数字化管控模式,形成地铁结构设施“云病历卡”,涵盖结构设施全生命周期的病害管理、多源因素综合分析、检修业务管理等服务。相关研究成果在杭州地铁线网的应用中,有效提高管控效率与风险治理水平,该研究成果对我国地铁运营维保具有推广价值与借鉴意义。

基于应变监测的围护结构深层水平位移监测研究

围护结构受力变形作为评判基坑工程安全的重要指标之一,传统方法采用传感器测量围护结构在不同深度的倾角变化换算得到水平位移的常规方法存在工作量繁重、效率低、误差大等问题,而用于岩土工程高精度监测的应变感测光缆可达到±2με的测试精度。本文首先介绍了基于光纤应变监测结果获取围护结构深层水平位移的计算原理,然后结合实际工程进行验证,结果表明:基于共轭梁法对围护结构应变数据计算得到的挠度变化与传统测斜结果相一致,最大累计变形相差6.7mm,占比5.9%左右;对应深度相差在1.0m以内。验证了本文采用的监测技术不仅能够获取围护结构的应变变化分布,还能得到高精度围护结构深层水平位移变化。

软土地区新型小直径桩复合地基承载特性试验研究

我国东南沿海地区土性软弱,承载力低给工程建设带来挑战。提出针对某工程软弱地基采用新型小直径桩进行地基处理,新型小直径桩具有降水和注浆的功能,通过降水加速软弱土体的排水固结,降水后在预制桩体内注浆形成复合地基。试验表明新型小直径桩能明显提高软弱地基的承载能力。

特大排水管涵安全信息化管控研究与实践

文中紧密结合城市排水管涵安全保障需求,首先建立了特大排水管涵安全管理信息平台数据标准,包括特大管涵结构基本信息、监测数据和检测数据等标准;基于此,研发了特大排水管涵安全管理信息平台,以排水公司已有特大排水管涵GIS数据为基础,采用云技术、Web-GIS技术以及数据库分析技术,实现了特大排水管涵基础数据和业务数据的查询、统计、分析、上传和管理等功能。通过集成特大排水安全因素评估模型,实现了对特大排水安全性能等级的判断,并通过实际工程案例应用,验证了此平台的可用性。

基坑开挖前降水对围护变形影响分析

高水位地区基坑工程项目的预降水往往会引起基坑围护一定的初始变形,有时甚至超过开挖引起的变形量,而大多数基坑变形初值采集一般在预降水完成后,开挖前降水引起的围护初始变形问题较难引起重视,对相关案例分析研究就显得尤为重要。结合上海某基坑工程案例,通过该案例中开挖前降水监测数据分析,并进一步采用有限元模拟,得出基坑支护前降深过大将引起基坑较大水平变形,揭示了单独降水对围护变形的影响机理,为后续基坑工程评估预降水的变形影响提供借鉴。

基于抽水试验的基坑渗漏有限元分析

随着地下空间开发不断增加,基坑工程也不断增多,基坑围护结构往往出现不同程度的渗漏,在基坑开挖前预测并处理围护结构渗漏显得尤为重要。结合渗漏基坑的工程案例,分析渗漏基坑的抽水试验水位变化情况,并进一步采用有限元模拟分析基坑渗漏,得到结合有限元方法研究基坑渗漏的分析技术手段,为辅助判断基坑渗漏提供指导和借鉴。

纳米层状硅酸盐复合砂土渗透及微观特性试验研究

注浆封堵是地下工程渗漏治理工作中常用的方法之一,基于纳米级层状硅酸盐材料的新型渗透注浆技术,相较于传统水泥和化学注浆,具有自渗性好、微扰动及无污染等特性。在充分调研国内外相关研究成果的基础上,选用具有代表性但研究较少的纳米材料——合成锂藻土(Laponite),分别开展其复合土体的变水头渗透试验和冷冻扫描电镜测试。Laponite注浆前后的渗透试验结果对比表明,添加1.5%~3.5%的Laponite,砂土渗透系数可从6.12×10^(-3) cm/s降低至8.99×10^(-5)~6.09×10^(-6) cm/s,抗渗性能得到显著提高。冷冻扫描电图像则直观地说明了Laponite浆液提高土体抗渗特性的微观机理,即孔隙流体改性同时包裹胶结土颗粒。以上研究结果可为同类型注浆材料的研究提供参考和数据。

微型注浆桩复合地基处理沉降计算对比及规律分析

微型注浆桩复合地基处理技术作为一项兼具排水加固、注浆加固、加筋增强作用的地基处理新工艺,常应用于上海、常熟等软土地区。由于其加固因素相互影响、作用机理复杂,目前尚未见相应的沉降计算方法。基于常熟耀皮汽车玻璃厂试验项目,通过复合地基变形计算方法、减沉复合疏桩沉降计算方法和桩网复合地基沉降计算方法,分析上部结构荷载作用下的地基总沉降,并采用天然地基扩散模型计算降水引起的总沉降,结合太沙基固结理论计算降水预固结沉降,提出了微型注浆桩复合地基沉降计算方法。在此基础上,结合典型地层条件分析降深、降水持续时间、使用荷载及降深荷载比等因素对沉降规律的影响。