软土地基中沉桩挤土应力场计算公式的修正

文章着重研究在满足库伦-摩尔条件,具有粘聚力c和内摩擦角φ两种性质的无限土体内,采用扩孔理论给出圆筒形孔二维扩张的一般解,从而得出软土地基中沉桩挤土应力场的计算公式,通过对公式的修正,寻找到便于工程实际计算的方法。     

盾构上下夹穿运营地铁的变形控制与实测分析

结合上海地铁某区间隧道上下夹穿运营地铁的工程实例,首先采用数值模拟的方法,对先上后下和先下后上两种不同穿越次序引起的地铁隧道变形及地层扰动影响进行了比较分析。计算结果表明：近距离夹穿情况下盾构扰动引起的地层位移场分布呈现较为复杂的变化。然后,通过进一步分析对比这种复杂变化导致的风险,得出先下后上的穿越次序对隧道的变形及周边环境的的控制更为有利的结论,并制订了针对性的变形控制措施。最后,结合现场实测数据,验证了理论预测及施工措施的合理性,为类似穿越情形的盾构施工控制提供了参考。     

软土深基坑钢支撑多点同步加载的轴力相干性研究

基坑预应力钢支撑轴力之间的相互干扰(即轴力相干性)是影响支撑轴力控制的重要因素。为克服轴力相干性造成的支撑轴力损失,本文以上海某深基坑工程为背景,采用数值模拟与实测分析相结合的方法,对多点同步加载工法条件下的支撑轴力相干性与挡土墙变形特征进行了研究,并与常规逐根加载方法进行了对比。研究结果表明：①常规逐根支撑加载下,邻近已有支撑轴力损失随新安装支撑施加预应力的增大而增大,但随距离增加而急剧减小,当距离超过8m时,轴力损失接近为0,由此得到轴力相干性的估算公式;②相较于逐根支撑加载,虽然多点同步加载对加载区域外邻近支撑造成的轴力损失更大,但其影响范围基本没变,且同步加载区域内支撑间相互影响很小,超过95%的钢支撑轴力损失率小于5%;③在多点同步加载下,挡土墙水平位移不但在各横剖面上远小于常规加载(27～40mm),而且沿基坑纵向分布更均匀(σ2=0.99)。     

盾构施工引起的横向沉降模式及其识别

地表沉降是盾构施工质量及环境控制的重要指标。然而由于具体施工参数、地质条件及地表边界条件的复杂性和不确定性,实测地表沉降大小及其分布形态往往与理论、经验的预测结果之间存在较大的差异,正确解读这种差异性,分析其隐含的物理、力学意义,对信息化施工控制意义重大。鉴于此,根据大量实测数据以及盾构施工力学原理,归纳提出几种常见的典型沉降曲线模式,并将其形态特征与施工工况条件对应起来,可以将实测地表沉降数据的变化及时、科学地解读出来并指导施工合理进行。此外,由于施工数据与监测数据量巨大且离散性大,人工模式识别需要实时在线且经验丰富的专家,且存在耗时长、工作量大等缺点,针对这种情况,本文建立的计算机模式识别和远程数据传输可有效解决该问题,且经过工程实例验证是可行的。     

基于支撑轴力相干性的深基坑变形主动控制

轴力伺服系统因能有效控制支撑轴力而得到广泛应用,但如何通过轴力来实现对围护侧向变形的精细化控制还有待研究。为此基于结构力学体系中的影响性原理,结合实际工程案例,从支撑轴力对围护侧向变形、土体流变的影响、支撑轴力的竖向相干性等方面探讨了其在软土地铁深基坑围护侧向变形主动控制中的应用。为更好地控制基坑开挖过程中的围护侧向变形,应用轴力伺服系统时,应遵循就近原则、尽早原则及分区控制原则,并根据不同轴力损失原因判断开启轴力自动补偿功能的时机,根据流变增量来不断调整轴力,使得轴力作用下坑内土体流变趋于收敛。结果表明,运用结构影响性原理,通过轴力伺服系统对支撑轴力主动调整,可实现对围护结构侧向变形的精细化主动控制,使围护的实际状态趋于目标状态,值得推广应用。     

土体-盾构机器系统的相似理论研究

盾构法施工已经广泛应用于城市地铁隧道、越江通道、地下管道等的施工中,但是与不断改进的隧道施工技术相比,现有的盾构机设计理论和水平尚不具有很好的地层适应性.为了形成盾构地层适应性设计理论和方法,很有必要开展土体-盾构机器系统的基础试验研究.在前人关于土壤-机器相似系统的研究基础上,首次建立了土体-盾构机器相似系统,并运用相似理论的量纲分析法导出了系统的相似条件,以及地层特性与盾构机工作参数之间的指导性函数关系.一方面,可以由此寻求土壤-盾构系统的某些运动规律;另一方面,通过相似理论和畸变模型等技术来预测原型的性能,这样不仅具有较高的经济性,而且还具有很高的实用价值.     

软土盾构法隧道纵向应力松弛规律的实测分析

为研究软土盾构法隧道的纵向应力松弛特性,对钱江隧道典型断面的管片体、衬砌环面的纵向应力松弛特性和环间纵向连接螺栓轴力的时变特性进行了长达两年的现场实测。结果表明,软土盾构法隧道管片体的纵向应力松弛将经历周期性剧烈波动、动态稳定、逐渐衰减、趋于稳定四个阶段的演变,其纵向应力平均值由3 MPa逐渐松弛为1.2MPa,在达到稳定前至少需要1 a时间;与此同时,衬砌环缝面上的接触应力松弛也经历上述4个阶段的演变,其接触应力平均值由2 MPa逐渐松弛为1 MPa,在达到稳定前至少需要18个月;隧道环间连接螺栓轴力先减小、然后暂时稳定、最后增大,且在经历了2 a的显著波动后仍未稳定表明隧道纵向应力松弛导致接触状态仍处于复杂的演变过程之中,其最终稳定需要更长时间。软土盾构法隧道的纵向应力松弛是衬砌环间接触调整、土体–隧道结构接触调整和螺栓体松弛三大要素的时变性及其共同作用的结果,可导致隧道环面接缝刚度降低、环间抗剪承载力下降、环间接缝的防水密封性能弱化等,应引起工程界重视。     

盾构埋深对软土土拱效应影响分析

软土盾构深埋隧道竖向荷载的选取直接关系到工程的经济性与安全性。在软土地层的盾构隧道设计是否需要考虑土拱效应,关系到盾构设计的荷载取值。从应力场变化和不均匀变形的角度,分析土压力拱的作用机理,得到管-土刚度埋深对"土拱效应"的影响。软土中盾构隧道埋深越大,拱效应发挥越充分,但土拱效应比例值与埋深并非线性关系。盾构在软土2倍直径埋深及以下深部地层中开挖,土拱效应开始发挥作用。当埋深达4D时,拱效应发挥至23%。埋深范围与软土拱效应比例的对应,对软土隧道竖向荷载的取值有一定指导意义,可为后期软土不同埋深的盾构设计提供依据。     

沈阳富水砂卵石地层泥水盾构适应性研究

在砂卵石地层中地铁盾构掘进普遍面临着盾构载荷过大、刀盘刀具磨损严重、开挖面易失稳以及掘进速度缓慢等实际施工问题。为提高盾构在此类地层中的适应性,应选择合适的盾构类型,合理配置盾构设备并使施工参数之间有较好的匹配性,以保障盾构施工顺利高效进行。以沈阳地铁10号线11标砂卵石地层盾构区间为依托,通过对泥水盾构在此类地层掘进的适应性问题进行分析总结,提出了针对性的掘进参数匹配方案、泥浆配比建议以及刀盘刀具配置要求。相关结论可为今后类似地层条件下的泥水盾构施工提供较为全面的参考。