半硬半软岩层小净距隧道洞口段监测分析

针对雷公浦小净距隧道后行左洞洞口段具有半硬岩层半软岩层的特点,在开挖过程中,按照新奥法对隧道地表沉降、拱顶下沉、水平收敛、中间岩柱的位移、锚杆轴力、围岩压力和钢拱架应力等项目进行监测。监测结果表明,采用预留核心土法可以较好地控制围岩变形和应力;后行洞的拱顶沉降大于先行洞,且软岩一侧的下沉量更大;中间岩柱较薄弱,开挖初期往先行洞方向移动;降雨对围岩变形和压力影响较大,施工中应引起重视。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴。

浅埋盾构隧道开挖面失稳发展过程模型试验

为了研究开挖面支护力、地层变形规律和开挖面失稳发展过程,利用对称性,采用半隧道模型,进行不同支护板后退速率下的4组试验.结果表明,支护板后退速率影响支护力和地层变形数值,而不影响其发展规律.随着支护板位移增大,支护力快速下降到最小值,接着上升到稳定值.相应地,开挖面失稳发展依次经历局部剪切带、闭合剪切带、贯穿剪切带3个阶段.与理论模型的对比发现,机动场模型处于闭合剪切带阶段,得到的支护力更接近于最小支护力;楔形体模型处于贯穿剪切带阶段,得到的支护力更接近于稳定支护力.

渗流作用下重叠隧道施工引起地层变形

以深圳地铁5号和7号线重叠段为背景,采用三维数值分析方法,对渗流作用下重叠隧道施工引起的地层变形规律进行研究,并与实测数据校验,分析开挖应力释放和地下水渗流共同作用对地层变形的影响。研究结果表明:纵向截面内,7号线施工时上覆地层变形较小,变形范围最远发展至开挖面前方4倍隧道高度处,5号线施工则造成较大地层变形,渗流引起开挖面前方2倍隧道高度范围内水位下降,拱顶上方局部土层出现整体下沉;横向截面内,7号线施工引起的土体变形仍然较小,变形区域可由1条与洞周相切、倾斜角度为45°+φ/2的斜线确定,在渗流影响下,5号线施工时截面内水位逐渐降低,土体变形加剧,同时变形范围扩大,地表沉降槽宽度大幅增加;整个施工过程中,地表经历约40 d的快速沉降,速率维持在1 mm/d以上,通过设置止水措施能够有效减小最终沉降,然而当重叠隧道开挖面间距大于一定数值时(本工程为12 m),间距增大对计算沉降量影响较小,通过减小开挖面间距可以缩短工期。

浅埋泥水盾构隧道开挖面被动失稳分析

基于杭州沿江运河隧道工程,采用有限差分数值软件FLAC^(3D)对开挖面被动失稳进行研究。根据数值分析中失稳模式提出局部被动失稳二维机动场模型并采用上限分析法推导开挖面极限支护压力。对运河隧道工程进行支护压力上限解分析。研究结果表明:支护压力过大会引起开挖面局部被动失稳,开挖面局部失稳区域底部至隧道拱顶距离与隧道直径的比值主要受覆土厚度的影响,土体摩擦角变化对其影响较小。被动失稳引起开挖面前方地表1.5倍开挖直径范围内隆起。支护压力上限解分析结果与数值计算结果吻合良好,该研究为盾构隧道施工中支护压力上限值确定提供了合理理论依据。

面波法检测地基波速中振源与测点的布置方法

在地面竖向简谐集中力作用下,利用轴对称有限元-无限元耦合模型计算了地表动力响应的相频特性,并由此系统地考察了由两点相位差确定R波速度的影响因素及其规律性。对匀质弹性地基的研究结果表明,为保证由不作P波和S波滤波处理的实测地表信号相位差求出的R波速度具有足够高的精度,点-源距和测点间距必须满足一定的要求;对高饱和度地基及当测点间距较小时,目前对振源和测点布置的常见做法会使检测结果出现较大的误差。结论对地基波速检测的面波法现场工作方法具有重要的指导意义。

强震作用下深厚砂质覆盖层土坝有效应力动力分析

利用基于Biot的饱和多孔介质理论和砂土多重机构模型的动力分析有限元程序FLIP,对遭受M6.7地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行有效应力动力分析,研究坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力的分布规律。通过对坝体加速度和永久变形的计算结果与现场实测数据的比较分析,证明两者之间存在一定差异,但计算结果基本上反映坝体加速度与永久变形的实际分布特征,从而说明采用的数值计算方法和本构模型具有一定精度。根据计算结果可以得出:坝体无液化发生;坝底上游浅层地基可能会发生局部液化,但范围较小,可以不进行加固处理;坝趾附近浅层地基可能会发生较大范围的液化,因此须采取相应的抗液化加固措施。

核电站反应堆厂房基础与地基的抗震稳定性研究

以位于强震区的国外某核电站2号机组为研究对象,提出了基于有限元法的考虑土-结构相互作用影响的反应堆厂房结构-地基系统抗震能力的评价方法。从稳定、变形、地基承载能力等方面,对建在具有断层和破碎带岩性地基上的核电站的抗震安全性进行了研究,探讨了反应堆厂房基础和地基的地震反应特性。结果表明,在按新的核电站抗震设防标准生成的场地最大可信地震作用下该反应堆厂房基础和地基可以满足抗震稳定性要求。本文方法和相关结论对我国的核电站抗震安全性评价有一定的借鉴意义。

盾构近距离多次下穿对既有隧道变形的影响

通过对杭州地铁4号线2次近距离下穿地铁1号线施工过程沉降监测数据的分析,探讨盾构施工对既有隧道变形的影响规律。结果表明:既有隧道变形与盾构掘进的相对位置密切相关;盾构小角度穿越时对既有隧道沉降影响较大;多次穿越同一既有隧道时,不仅要加强对既有隧道的监测,同时也要对新建隧道进行变形监测,以便及时调整土舱土压力、注浆量等施工参数,防止既有隧道产生过大变形。

核电站取水结构动力反应及抗震性能分析

利用基于考虑钢筋和混凝土材料非线性的纤维单元模型及土体动力弹塑性模型的有限元程序Open Sees,建立土-结构二维平面应变有限元模型,对强震作用下国外某核电站取水结构进行弹塑性动力时程分析。研究取水结构以及地基土的地震动力反应特性,并对取水结构的变形性能和承载能力进行评估。结果表明,在设计基准地震作用下,取水结构与周围土体的变形呈现出较大的非线性,土体变形以剪切为主,其值随深度的增加逐渐减小。受土-结构动力相互作用的影响,取水结构周围土体的加速度反应较大。取水结构的最大内力和最大抗剪需求能力比分别发生在下层侧壁与底板相交的角点处和靠近侧壁的底板端部。取水结构的层间位移角和抗剪承载力均满足规范规定的抗震安全性要求,并且具有一定的安全裕度。

糯米浆三合土的物理力学性能试验研究

为揭示糯米浆三合土的物理力学性能,在同一配比的三合土中分别加入浓度0%,3%,5%,10%的糯米浆,在自然条件下养护至规定龄期(28 d,56 d,90 d)后,对其抗压强度、劈裂抗拉强度和表面硬度进行试验研究,结果表明在相同龄期条件下,与普通三合土相比,糯米浆三合土的抗压强度、劈裂抗拉强度、表面硬度均有所提高,在糯米浆浓度接近5%时,各项测试结果达到极值。

黏土浅埋隧道开挖面稳定性模型试验研究

为研究不同加固条件下黏土隧道开挖面失稳发展过程及地表变形规律,采用轴对称半隧道模型,进行了无加固、管棚加固和"管棚+水泥土"加固条件下的三组试验,研究了开挖面支护力、地表沉降规律和开挖面失稳发展过程.研究发现,管棚加固后的土样地表沉降明显减小,而水泥土加固对地表沉降的减小作用有限.随着支护板位移增大,支护力出现快速下降阶段、稳定阶段和丧失阶段.开挖面失稳过程中,土体变形出现主要变形区域、次要变形区域和变形延伸区域.管棚加固或"管棚+水泥土"加固能延缓变形向地表发展,"管棚+水泥土"加固还能降低开挖面附近土体变形大小和范围以及支护力的大小.

深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析

由于可液化砂质土应力-应变特性模拟的复杂性及数值计算的不稳定性,深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析是土坝抗震研究中的一个尚未完全解决的课题。采用u-p完全耦合的饱和多孔介质有限元分析方法和砂土多重机构弹塑性模型,对遭受M6.7级地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行弹塑性地震反应分析,研究了坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力产生、扩散和消散的变化规律。结果表明:计算得到的坝体加速度和永久变形与实测值存在一定的差异,但基本上反映了坝体加速度与永久变形的实际分布情况,从而说明采用的本构模型和计算方法具有一定的精度;由于坝体和坝基的超静孔隙水压力较小,且坝体永久变形不大,可以不对坝体和坝基进行加固处理;坝趾附近浅层地基的超静孔隙水压力较大,有可能发生液化,因此,须采取相应的抗液化加固措施。

基于累积损伤理论的土石坝地震永久变形分析

以龙冈的在不规则荷载作用下土体应变的累积损伤理论为基础,提出了基于累积损伤理论的土石坝地震永久变形分析方法。采用大型静力和动力三轴仪,对某土石坝筑坝材料的静动变形特性进行了试验研究,确定了筑坝材料的静力和动力应力应变关系、累积应变模型和相应的材料参数。利用该方法,分别对在日本2008年6月14日岩手—宫城内陆M7.2级地震作用下该土石坝的在建坝体和竣工后坝体的地震永久变形特性进行了研究。结果表明:在建坝体的坝内沉降计算值与现场实测值基本吻合,并且通过与其它土石坝实测值的比较,说明竣工后坝体的坝顶沉降预测值在合理范围之内。

点源激振下地表竖向位移的近—远场分界线

在竖向点源作用下 ,地基表面的竖向振动随着源距的增大而衰减 ;但因在近振源区域受体波 (P波、S波 )影响大而在较远处受表面波 (R波 )控制 ,近、远场地表振动的定量衰减规律存在着较大的差异 ,可靠地确定近—远场的分界线便具有重要的学术和应用价值。本文在综述既有研究成果的基础上 ,通过比较Lamb问题的精确解和瑞利近似解 ,较为系统地对这一问题进行了分析 ,结果表明 :由地表竖向位移振幅确定的近—远场分界线较由其相位确定的为远 ,前者源距将随地基泊松比的升高和容许误差的减小而增大且目前的常见取值明显偏小 ,后者与地基泊松比的变化几乎无关。之所以分界线源距随地基泊松比升高而增大 ,主要是由于此时的P波波长增大的影响比S波和R波波长增大的影响要大而造成的。

基于三维激光扫描技术的隧道施工期变形监测研究

三维激光扫描技术具有两次扫描即可获取区域变形场的特点,可弥补全站仪和收敛尺测量数据点少、反映变形不全面的局限性。本文将三维激光扫描技术应用到新奥法隧道施工期收敛测量中,采用基于大地坐标系的坐标配准方法,保持隧道扫描数据原始空间位置,在此基础上进行变形分析。提出了从点云数据获取变形场的方法,介绍了提取隧道断面以及断面上任一点变形值的过程。针对施工中隧道断面不规整的特点,提出利用等效半径来反映整个断面的收敛特征,分析了隧道断面收敛变形沿隧道轴线方向的变化趋势。实际工程案例应用表明三维激光扫描技术能够达到隧道变形监测的精度要求,并通过传统变形测量方法验证其可靠性。

锚杆极限承载力的灰色预测

结合锚杆抗拔试验数据,探讨了不等间距GM(1,1)模型拟合锚杆P-S曲线以及预测锚杆极限承载力的效果,同时分析了利用未破坏锚杆实测数据预测锚杆极限承载力的效果。工程实例表明,该模型能满足工程精度的要求。

预应力钢管混凝土—钢—木组合结构设计应用

通过对预应力钢筋钢管混凝土结构、预应力钢结构及其组合结构性能的研究，结合某工程实践，介绍了其设计过程和应用情况，并对此结构进行现场监测。结果表明：这种组合结构性能良好，经济实用。

大倾角抗侧墩体组合式围护结构研究

大倾角抗侧墩体组合式围护结构由排桩和抗侧墩体组成。这种新型的围护结构形式,利用斜桩在基坑中形成抗侧墩体,再通过压顶板与排桩围护墙组合,共同承担基坑周边的水土压力,具有经济合理、安全可靠等优点。针对该围护结构的特点,研发了专用的大倾角多功能植桩机和配套的施工工艺,可方便的进行这种围护结构的施工。利用数值软件进行三维模拟分析,证明了这种围护结构形式在基坑围护中良好的适用性,并研究了斜桩倾角对围护结构抗侧性能的影响规律。

浅埋盾构隧道开挖面失稳大比尺模型试验研究

盾构隧道施工过程中支护压力不足会引起开挖面失稳。针对浅埋盾构隧道,采用大比尺物理模型试验对盾构开挖面稳定进行研究。试验通过控制支护板移动速度来模拟开挖面失稳变形过程,并对支护压力和地表变形进行监测,发现了支护力和地表变形发展的3个阶段。与此同时,采用数码摄像技术对失稳土体实时观测,并利用颗粒图像技术对图像进行处理得到失稳土体的位移增量场。对比发现,位移增量场的变化规律与支护力和地表变形的3个阶段相对应。

采用三轴搅拌桩联合降水施工隧道联络通道的施工工法

杭州地铁1号线8号盾构隧道联络通道埋深浅,周围土质为砂质粉土,含水量高。考虑到路面情况具备进行加固的条件;场地附近无重要建筑物,具备降水条件;且与冷冻法相比,采用地面加固联合降水的施工方案可节省资金,也不影响隧道施工,决定采用三轴搅拌桩联合降水工法。施工中解决了降水等技术问题,保证了联络通道施工期间的土体稳定。