地铁隧道开挖引起地表塌陷分析

深圳富水软弱地层地铁隧道开挖中出现的工作面失稳及由此引起的地表塌陷是地铁安全施工中极其重要的方面，对施工安全、进度都有较大影响，同时也对整个工程造成巨大的经济损失。通过对深圳地铁Ⅰ期工程土建施工中全线部分暗挖标段出现的工作面失稳、地表塌陷工程实践和现场监测结果分析，特别着重对连续2次出现地表塌陷的3A标暗挖隧道研究，从隧道上覆地层物理力学性质参数、地层变形监测分析及施工工艺原因3方面阐述了地表塌陷的原因。明确提出剪切破坏线和失水空洞区的概念，确定出引发地表塌陷的主导因素为施工工艺原因。建议针对该类地层条件，应做好超前地质预报．适当调整预加固参数．加强隧道结构和地表的动态变形监测，施工技术人员做到准确了解施工现场动态，及时调整施工工艺参数，以保证隧道的安全施工。分析结果对深圳地铁Ⅱ期工程施工及类似地层条件地下工程施工提供科学预测、预防地表塌陷的方法和技术措施，达到地铁隧道施工中经济效益与安全施工的统一。     

基于DSC模型的房屋开裂评估与监测分析

城市隧道下穿时,普遍存在着地表房屋变形超限、倾斜开裂等安全风险问题,而且当前针对房屋变形开裂的计算分析、风险评估研究,也严重滞后于实际工程的需要。通过综合分析、比选,以及单、三轴试验验证表明：DSC（disturbed state concept）本构模型能够较好地描述材料开裂后力学行为;采用该模型并结合厦门机场路隧道下穿建筑群的工程实践,对地表建筑群开裂进行定量评估,评估结果与现场房屋裂缝监测、变形监测结果一致性良好。同时,对照扰动变量与实际房屋开裂的对应关系,发现扰动变量可以作为房屋开裂的定量安全指标,进一步即可以建立房屋变形开裂的过程控制标准,从而使隧道下穿过程中每个关键施工部、每个时段,地表房屋变形开裂程度、开裂风险都可以进行量化评估。     

深圳地铁一期工程浅埋暗挖施工地层变形模式

基于城市地下工程浅埋暗挖法施工的地层变形特点,提出了地层整体下沉和抽冒式地层变形的模式,分别建立了相应的力学模型,给出了相应地层变形模式下的稳定性特点和地层沉降曲线,并对其主要影响因素进行了分析。该模型可以较好地解释不同地层的变形特点和规律,分别揭示了黏性土和砂性土地层条件下产生大变形及地面坍塌的机理,指出地层变形通常是由结构层的失稳和破坏所致,并且在整体沉降模式下结构层表现为梁式结构,而抽冒型变形模式下结构层则表现为压力拱结构,因此,梁/拱结构的稳定性是地表沉降控制的核心。梁式结构层控制的重点是梁端支承点的加固和离层区域的及时补充注浆,而拱式结构控制的重点则是拱角地层的稳定性。由此可为地层变形的控制和环境评价标准的制定提供依据。结合深圳地铁一期工程6标段和3A标段的典型条件,分别针对整体沉降和抽冒结构模式成功地进行了地层变形控制实践,取得了理想的效果。同时也为深圳地铁及城市地下工程施工地层控制标准的制定提供了有益的建议。该成果对城市地下工程的环境控制具有普遍的指导意义和借鉴作用。     

高压富水区隧道帷幕注浆止浆系统分析

针对圆梁山隧道高压富水区的岩溶水分布特点,确定了合理的注浆范围和注浆参数。在此基础上,设计了高压帷幕注浆的止浆系统,并对其可靠性进行了分析和验算,以确保施工安全。在工程实践中,该技术取得了预期的效果,保证了高压注浆的顺利进行,它对类似条件的注浆设计和施工具有一定的参考价值。     

"接触问题"引起的隧道病害分析

衬砌裂损是隧道病害中常见的问题，也是严重威胁结构安全的一个重要因素。除了温度变化、水害、衬砌本身的强度和厚度不足以及混凝土耐久性降低外，隧道围岩压力变化是衬砌产生裂损直至破坏的主要原因。文章针对铁路运营隧道病害的检测结果，对衬砌背后空洞进行平面弹塑性计算分析，得出不同位置、不同大小的空洞以及空洞群对结构各截面安全系数影响的系统认识，明确提出衬砌结构与围岩结合的不紧密性是恶化衬砌受力条件、造成围岩进一步松动、进而造成衬砌裂损的一个重要原因。文章还对直墙式及曲墙武衬砌所受到的不同影响进行了比较分析。认为曲墙武衬砌拱部结构能较好地将内力传递给边墙，由边墙部分承受较大的水平抗力，优化了整体结构的受力，从而降低背后空洞对衬砌结构的影响。通过对计算结果的系统分析和研究，合理解释了实际检测中的问题。     

地铁施工对邻近建筑物安全风险管理

随着城市现代化进程的加速,对交通设施建设的需求在不断的增加。由于城市所处的特殊环境,地铁在城市交通中占有很重要的位置,且发展迅速。地铁施工对近邻建筑物的影响已成为地铁工程中的重点和难点。因此,在施工过程中必须采取可靠措施,并且根据建筑物的沉降及倾斜控制标准,对地铁施工过程进行有效的管理,严格控制地表沉降,才不会影响邻近建筑物的安全使用。针对地铁施工对邻近建筑物的安全影响,提出安全管理的程序、方法和内容以及建筑物的一般保护措施,可用于指导该类工程的施工和管理,保证该类工程的顺利进行。     

位移正反分析在地铁施工变位分配控制中的应用

采用浅埋暗挖法施工的城市地铁车站,开挖将不可避免地扰动土层引起地表沉降,从而对周围建构筑物的安全造成危害。由于地铁车站洞室的断面较大,大多采用分步开挖的方式施工,采用变位分配的方法通过预测每一步施工造成的地表沉降将最终的地表沉降分解到各个施工步序中,从而建立起各个阶段的地表沉降控制标准。这样,就可以通过加强对各个阶段的地表沉降的控制来实现对地表沉降进行整体控制的目的。而通过地质勘测所得的参数往往不能满足变位分配所依赖的数值模拟的要求,因此,反分析作为一种有效地补充手段来获得适合岩土工程数值模拟的力学参数。详细介绍了位移正反分析的特点、模型的建立条件和分析步骤,并通过工程实例验证了位移正反分析在预测地表沉降,从而提出变位分配控制标准的可行性。     

热力隧道下穿地面建筑物的安全评价与对策

在北京市北三环路和平东桥－太阳宫西路段热力管线工程中,依据设计热力隧道要下穿一处面积为23.4 m× 24.5 m的地表一层砖砌群房。由于隧道埋藏浅,且所处于富水粉质粘土之中,其抗扰动能力很差,常规的施工降水对强化土体效果甚微,经评价认为,普通的施工方法必然会造成很大的地表沉降而危及地表房屋安全,同时,由于土体自稳能力极低,对施工亦存在很大的安全隐患。基于此,选定在不降水的条件下,采用水平长管棚支护技术和在隧道上半断面注浆技术,实现阻水、固土、均一沉降的目的,其有效地控制了土体沉降,保证了隧道安全贯通和地表建筑的安全使用。     

考虑变形模量劣化的应变软化模型在FLAC3D中的开发与验证

FLAC3D软件中的应变软化本构模型是通过抗剪强度参数劣化来实现的,没有考虑变形模量劣化造成的影响。针对这一问题,采用了变形模量劣化的损伤本构模型,详细推导了劣化损伤本构模型的差分格式,研究该模型在FLAC3D中二次开发的流程,在VC++环境下实现了劣化损伤本构模型在FLAC3D中的二次开发;通过与深埋圆形洞室应变软化数值解算例对比,进一步验证了该模型弹塑性和损伤的力学性质,分析了变形模量劣化对围岩变形特性的影响。由于该模型能够反映围岩的劣化损伤特性和大变形特点,因此在工程应用中有一定的实用价值。     

分形结构土体强度研究

分形结构是土体中普遍存在的一种现象,通过对分形结构连接部位所占据的影响域（Voronoi域）的分析,将颗粒连接承载能力换算为影响域上的应力强度,由此获得了一些有益的结果。土体颗粒系统结构分维值的大小对土体强度有着明显的影响;基本结构单元的颗粒数越多,形成的环的长度越长,占据的空间就越大,从力学上讲就越不稳定,因此,其强度越低;土体中分形结构的级数实际上决定了土体中最大孔隙的尺寸,分形结构的级数越多,其相应的最大孔隙越大,等效应力强度会越低;发现偶应力强度与基本结构单元的面积（二维）成反比,即基本结构体越大,偶应力强度就越小,由此可推论出：在其他条件相同的情况下,颗粒越大,偶应力强度就会越低。