隧道开挖地表沉降分析研究

本文针对城市地下隧道开挖的特点，并通过有限元三维分析，对隧道开挖过程进行了数值模拟，研究了城市地下隧道开挖随开挖过程土体地表沉降的变化问题，指导城市地下隧道的开挖。     

穿越地表建筑物浅埋隧道开挖引起的地表沉降

采用解析法研究穿越地表建筑物浅埋隧道开挖对地表沉降的影响,推导出了穿越地表建筑物浅埋隧道施工引起的地表沉降公式,依托广州地铁五号线右线区庄区间隧道穿越地表建筑物工程实例,验证了此方法的可行性,可为类似穿越已有建筑物隧道工程提供一定指导。     

隧道开挖引起地表沉降控制基准及控制措施

阐述了隧道开挖引起地表损害的几种形式,结合影响评价结果,从改善围岩特性、增大隧道埋深、合理确定开挖进尺、加强初期支护几方面入手,探讨了隧道开挖引起地表沉降的控制措施,从而确保建筑物的安全。     

圆形断面隧道开挖引起的地表及岩土体的位移和变形计算研究

 隧道开挖必然会对地表环境产生一些影响,使地表产生沉降和水平位移等。基于随机介质理论推导出隧道开挖引起的地表及岩土体移动和变形的一般公式,并对圆形断面隧道开挖进行专门研究,求得一般计算方程。由于该方程在数学上的积分困难,采用在水平方向进行积分,而在深度方向进行若干条分的方法,求得圆形断面隧道开挖引起的地表及岩土体的位移及变形的半解析解,并通过计算机编程实现计算,应用方便。最后根据地表保护分类等级,探讨隧道开挖对周围环境影响的安全评价问题,提出地表变形破坏准则,即当地下开挖引起的地表水平变形大于6 mm/m时,可以认为是不安全的。通过工程实例,将理论分析结果和现场实测资料比较,二者较为吻合,说明所提出方法的可靠性,研究成果为减少隧道施工所造成的对地面建筑物和设施的损害提供理论依据并对隧道安全施工有一定的指导意义。     

北京地区浅埋隧道开挖引起地表沉降的研究

研究浅埋区间隧道开挖引起的地表沉降对维护施工安全、降低施工风险具有十分重要的实际意义,但目前广泛应用的Peck公式对浅埋区间隧道的适用性较差。本文以北京地铁14号线与7号线10个地铁区间工程为背景,基于叠加原理,研究适合于浅埋双线隧道的叠加Peck公式的应用;通过对大量现场监控量测数据进行位移反分析,得到适用叠加公式的区间隧道埋深范围;总结北京地区黏性土与砂性土互层的特定地质条件下浅埋双线隧道开挖引起的沉降槽宽度参数K和地层损失率Vl的取值范围;通过实际工程的验证,证明所研究的沉降公式的有效性与可靠性,结果可为北京地区后续的地铁建设提供参考和依据。     

近地表开挖引起的地表沉降的随机介质方法

介绍预计地表地下工程开挖引起地表移动及变形的随机介质方法,详细探讨了二维与三维地表沉降的随机介质方法,并对照一些工程实例,给出了计算机计算结果与这关测值的比较。     

隧道开挖引起软岩地层位移变化规律研究

城市软岩段隧道施工不可避免地要扰动地层,造成地表建筑物沉降、倾斜,甚至产生裂缝,影响建筑物的安全和正常使用,因此分析城市隧道施工造成环境影响具有重要意义。结合深圳地铁下穿荔园新村段和世界之窗段的工程实践,采用数值模拟分析方法,揭示隧道施工地表沉降规律,提出了相应的控制标准。该研究结果可为类似隧道工程提供借鉴和参考。     

地铁开挖引起地表沉陷过程的数值模拟

本文应用自行开发的岩石破坏过程分析软件F-RFPA2D对广州地铁二号线隧道施工引起海珠广场地表沉陷事故进行了数值模拟分析,再现了岩体塌陷破坏的全过程,阐明了沉陷事故的原因。     

黏土中隧道开挖引起的地表及地表以下土体长期 沉降计算方法

基于 Mair 提出的隧道开挖引起的土体瞬时沉降的理论以及进行的有限元数值模拟结果,推出地表及地表以下不同深度土体长期沉降的计算方法。首先模拟了 Ong 的离心机试验以验证数值模型的合理性,然后对隧道开挖引起的不同深度处土体长期沉降问题进行了模拟研究,建立了长期和瞬时情况下地层损失率之间的关系,并推导出长期情况下各深度处沉降槽宽度系数和最大沉降值的计算式,从而可确定沉降槽的形状。经与现场实测资料和数值模拟结果对比,验证了方法的合理性,可作为实际工程的借鉴。     

地铁区间平行隧道开挖面距离对地表沉降影响研究

以兰州地铁区间隧道为工程背景,用GTS-NX软件对施工过程进行数值模拟,分析了双孔平行隧道开挖对地表沉降的影响。结果表明:纵向监测点竖向位移分为四个变化阶段,左洞超前右洞15 m时,横向监测点竖向位移分布不是沿两隧道中线呈对称分布,对施工中如何去控制地表沉降具有参考意义。     

暗挖隧道穿越建筑物群的地表沉降研究

结合深圳地铁2号线某区间暗挖隧道穿越建筑物群的工程实例,分别用PECK公式法和FLAC3D数值模拟软件对暗挖隧道施工引起的地表沉降进行分析和计算,并得出一定的结论,可为地铁建设同类工程提供一定的参考。     

深基坑施工引起运营隧道变形的数值分析

以某具体工程为背景,采用有限元数值模拟分析软件ANSYS,对明挖法施工方案从基坑开挖施工全过程来研究基坑开挖对下方盾构隧道变形的影响。经实测,采用三维数值模拟能很好地模拟基坑开挖过程,所得结果与实测结果吻合较好。     

龙潭隧道右线出洞口开挖与支护数值模拟

以龙潭隧道右线出洞口为例,采用三维快速拉格朗日差分法(FLAC3D),对其施工开挖过程及支护进行了模拟,得出了一些建设性的结论,对工程的施工具有指导意义。     

浅埋隧道开挖对地表建筑物的影响

应用随机介质理论，分析了桐油山连拱隧道浅埋段开挖引起的沿隧道纵横向的地表移动与变形，推导了复杂隧道开挖横断面的简化计算公式。根据中导洞开挖后的地表量测数据反分析获得地表基本移动参数，采用比例法获取隧道正洞计算所需的地表移动参数，然后对隧道正洞开挖后的地表移动和变形分布进行了预测，并据此判断隧道开挖对地表住宅楼的影响。计算结果对指导隧道的施工有一定意义。     

基于地层损失的盾构沉降计算方法研究进展

近年来,越来越多的盾构隧道要穿越建筑密集区、重点建筑保护区和沉降敏感区,地面沉降的科学预测和合理控制成为亟待解决的问题。盾构法隧道施工诱发地面沉降的影响因素较多,但主要因素可归结为地层损失引起的地表移动。基于现有地层损失概念,按照经验-数学法和物理力学法体系论述了国内外盾构推进诱发地面沉降的研究进展,分析了现有研究方法的不足之处,对地层损失概念进行了重新界定,建立了基于沉降预测-施工控制的地层损失概念模型,提出了基于"地面沉降-地层损失-施工参数"联系通道的地面沉降控制流程。     

软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变

软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力,引起周边土体的位移,对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响,并且可能危及临近地铁隧道的安全。对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法。基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解,隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析。隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析,并且考虑隧道与土体的相互作用。通过引入软土的非线性流变模型,考虑了软土变形的时间效应,因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析。还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论,通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析,隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性。     

隧道开挖对临近桩基影响的二维数值分析

基于隧道开挖的工程实例,采用有限元方法,分析了临近桩基的隧道开挖对建筑物桩基的影响。选取了不同隧道挖深,模拟开挖对临近建筑物桩基础的影响。对开挖引起的地面、建筑物角点的沉降规律做了分析与探讨,同时也分析了桩和底板的弯矩、轴力、剪力等变化规律,得出了有意义的结论。     

隧道施工导致的地表移动及变形研究

为确保城市地面建筑的安全和正常使用,因此对隧道施工所产生的地表位移的预测极为重要。随机介质理论利用线性叠加的方法,在不考虑工况之间相互耦合作用的前提下,能够处理相应的地表响应,包括隧道的掘进、降水等施工措施所产生的地表响应。为了适应不规则的地层损失,作者引入了将不规则地层损失进行等参变换的方法,更好的适应了实际工程需要。在此基础上,对井点降水施工引起的地表位移利用随机介质理论进行详细的分析,结果表明与现场实测的数据吻合良好。     

盾构地表沉降的数值分析及归一化模型建立

采用ABAQUS有限元分析软件,建立三维弹塑性模型,分析了不同隧道埋深H、直径D、土体弹性模量E、应力释放率P、静止侧压力系数K₀条件下,盾构开挖对地表变形的影响。通过灰色关联分析,建立了各因素与地表沉降关系。综合考虑各种因素影响,采用归一化处理方法,建立了由于盾构施工导致地表沉降计算公式。分析表明,盾构施工过程中,不同因素与地面沉降关联强弱不同,由大到小依次为K₀＞H＞D＞P＞E,即静止侧压力系数K₀对地面沉降最为敏感。应用建立的归一化地表沉降计算公式,对实际盾构施工引起地层位移进行了计算,结果与实测地表沉降规律一致,可供类似工程参考。