盾构隧道下穿地铁车站结构沉降特性研究

依托某拟建盾构隧道下穿既有地铁车站工程,考虑实际的工程地质水文条件、隧道施工过程中上部车站结构传递到地基上的荷载、盾构施工参数等因素的影响,建立数值计算模型,模拟盾构隧道下穿施工的全过程,对车站下方有无预埋桩基、不同盾构推力、不同形式预埋桩基条件下车站沉降变形规律进行了分析。研究结果表明:设桩时隧道开挖引起车站底板的沉降变形仅为不设桩的12%,预埋桩基具有约束地铁车站沉降变形纵向扩展的作用;既有地铁车站底板的隆起量随盾构推力的增大而增大,沉降量随盾构推力增大而减小;综合考虑预埋桩基长径比、距径比、排布方式等因素的板凳桩更有利于控制盾构隧道施工对既有车站结构沉降变形的影响。     

地裂缝环境下钢筋混凝土框架结构的地震响应

为了研究地裂缝场地钢筋混凝土（RC）框架结构的地震响应规律，采用ABAQUS有限元分析软件，建立地裂缝场地土与结构体系的三维数值模型. 将计算结果与跨地裂缝结构模型试验结果进行对比，验证了数值模拟方法的可行性. 通过对框架结构位移角、层间剪力、结构总水平地震作用的定量分析，获得地裂缝对框架结构动力响应的影响规律及影响范围. 研究结果表明，地震作用在地裂缝场地表现出的非一致性加重了上部结构的损伤程度，结构中间跨的构件及节点破坏尤其严重，上盘结构的裂缝长度和宽度更大. 框架结构跨越地裂缝是最不利的布置形式，动力响应尤为剧烈，在结构设计时应尽量避免. 近地裂缝场地上盘结构的响应程度大于下盘，表现出“上、下盘效应”，在上盘0~20 m和下盘0~15 m范围内，框架结构破坏严重，在上盘30 m和下盘20 m外，结构反应显著减小.     

矩形顶管隧道F型承插接头剪切性能研究

通过接头剪切试验研究在地基沉降、施工扰动及上部荷载变化等情况下矩形顶管隧道的F型承插接头剪切受力性能及变形特征.通过在管节底部布置等效地基弹簧的方式，模拟不同地层条件下土体对矩形顶管的支撑作用.结果表明：在管节接头发生剪切变形过程中，钢套环刚度与地基刚度越大，接头抗剪承载能力越强，错台量越小.钢套环焊缝强度严重制约管节的承载能力，裂缝出现使得接头的抗剪承载力下降29.5%～51.5%.在剪切作用下，接头钢套环容易发生翘曲变形或者焊缝开裂，接头处与钢套环接触的混凝土容易被压碎，接头根部混凝土容易开裂.     

结构动力特征识别技术在工程检测中的应用

探讨了结构动力检测的重大意义,由动力特征方程推导得结构模态参数和物理参数的对应关系,可作为结构动力检测的基本理论依据.介绍并分析了动力特征识别技术在上海金茂大厦模态参数测试及青马大桥损伤诊断中的应用.     

地铁上穿工程中弹性空间内任一点卸荷附加应力研究

建立了地铁上穿工程中弹性卸荷力学计算模型,基于集中荷载作用于土中的Mindlin解,并运用叠加原理、奇函数性质、荷载的对称特性,讨论了全部弹性半空间无限体内附加应力解的情况,推导了单矩形荷载在弹性半空间无限体内任一点卸荷附加应力系数解析表达式,其研究成果可应用于快速预测既有地下结构物上方基坑开挖、新建地铁车站开挖卸荷引起的竖向附加应力及既有结构物的上浮变形计算等问题。     

矩形顶管施工引起的地面沉降变形研究

以南宁市轨道交通1号线南湖站Ⅰ号过街通道顶管工程为背景,分别考虑顶管机及后续管节对土体的作用力引起开挖面周围土体的施工时变形、土体损失引起地面永久沉降、注浆对土体损失补偿引起的地面抬升、地层中超孔隙水压力消散发生失水固结效应引起的工后沉降等因素,揭示了在注浆压力作用下矩形顶管隧道周围土体的变形模式,推导了由注浆填充引起的土体竖向变形计算方法,给出了扰动范围土体内超孔隙水消散引起的工后固结沉降的计算公式。运用Mindlin弹性理论解、随机介质理论、分层总和法分别对该工程由土体应力状态变化、地层损失、注浆填充和失水固结4个方面引起的地面变形进行计算,根据计算结果与实测数据的对比分析,对矩形顶管施工扰动引起的地表沉降变形特性进行系统研究,叠加后的计算结果与实测数据变化规律基本一致,且数值吻合较好。     

高炉渣填料改良与孔隙率计算方法

由于高炉渣颗粒粒径大、级配性能差,某地基换填工程通过掺拌粉煤灰、碾压及重锤夯实对高炉渣进行了填料改良。通过对填料颗粒分析表明:碾压与重锤夯实的分层厚度合理;改良后的填料级配得到了改善,填料物理改良效果良好;因细颗粒含量不足,填料化学改良效果不良。填筑体内部孔隙组成及其对压实质量的影响分析表明,土体的粒间孔隙体积与土体总体积的比值作为压实质量评价的孔隙率指标更加合理,并提出了采用蜡封法测定高炉渣颗粒内部孔隙的相关计算公式。     

地铁上穿工程中既有隧道卸荷附加应力系数

推导了新建地铁上穿施工引起的既有隧道结构的卸荷附加应力系数解析解,利用Maple软件对卸荷面积、卸荷中心距既有隧道水平距离、卸荷平面至既有隧道顶部距离、卸荷宽长比等关键卸荷参数与附加应力系数的关系进行研究,旨从弹性卸荷理论的角度提出了地铁上穿工程中如何减小既有隧道结构卸荷效应的措施。研究表明:随着卸荷面积的增大,底板下方不同深度处的附加应力系数逐渐增大,应尽量减少一次卸荷面积,减少开挖进尺;当既有隧道处于卸荷面积边界附近时,卸荷附加应力系数急速衰减,应对开挖卸荷长度范围内的既有线结构周围土体进行重点加固;附加应力系数随着夹层土厚度的增加逐渐减小,应尽量加大新旧结构之间的距离;随着宽长比的增大,卸荷中心下的附加应力系数逐渐减小,建议采用长条形的土体开挖方式;在相同的卸荷面积条件下,泊松比对附加应力系数的影响较小。