盾构隧道纵向结构变形模式及理论模型#br#

盾构隧道在长期运营中极易发生不均匀沉降及纵向结构变形，因而有必要建立隧道纵向结构计算模型，分析隧道纵向变形及内力特征。首先探讨隧道纵向变形模式，将隧道变形归纳为两种模式：①弯曲变形模式；②错台变形模式。其次针对现有纵向结构计算模型进行总结并分析其优缺点，根据模型的简化过程将现有模型归纳为两类：①纵向管片环-接头模型；②纵向等效连续化模型。针对隧道实际剪切错台变形的特点，重点介绍一种基于铁木辛柯梁理论的隧道纵向连续化模型，并通过实例分析其优越性。     

地铁运行对隧道周围土体的长期影响

地铁在运营过程中列车对隧道会造成长期的振动荷载,这种荷载不仅造成了周围土体的扰动,而且当作用于软土时还会造成一定的沉降。结合上海地铁1号线的工程实际,分析了振动荷载对隧道周围土体长期变形性状的影响规律,并计算由此引起的隧道沉降量。分析结果证明,在软土地层中,长期振动荷载对地铁隧道沉降有较大影响。     

盾构管片UHPC加固技术及力学性能分析

针对盾构隧道运行期管片破损问题,提出了利用具有优异的力学性能和耐久性能的超高性能混凝土（UHPC）材料加固管片的方法。建立了UHPC加固通缝拼装管片的三维非线性有限元模型,讨论了加固前后管片力学特性和变形行为,揭示了UHPC加固的承载机理和破坏模式。在此基础上,探讨了不同厚度、配筋率的UHPC加固层对加固效果的影响。研究表明,UHPC加固盾构隧道不仅能有效控制管片变形,提高结构承载力,并且在满足抗裂性能的条件下,顶底相对位移继续发展的容许值可以达到厘米级。该文研究将为隧道管片加固提供新思路。     

管片局部渗漏对地铁隧道长期沉降的影响规律

由盾构法施工的地铁隧道,其周围衬砌常使用管片组成.管片的接缝处、注浆孔及管片碎裂引起的渗漏会导致地表的沉降.本文通过数值模拟分析管片局部渗漏对地铁隧道长期沉降的影响.通过增加渗漏点的个数并改变区间隧道的总渗漏量,讨论管片渗漏对地铁隧道长期沉降的影响规律.分析结果表明,沉降量随着管片局部渗漏量的增加逐步增大,二者呈线性关系.     

上海越江隧道渗漏现状调查与分析

上海黄浦江越江隧道具有直径大、接缝长、埋藏深、水压高等特点,隧道周围软土又极易引起隧道结构变形,从而造成隧道结构防水的复杂性。上海越江隧道防水理论和防水技术在实践中不断提高,盾构法隧道管片自防水能力和接缝防水技术均取得了卓有成效的进步。通过对当前隧道渗漏情况的调查表明,新建的盾构隧道渗漏量较好地控制在0.1L/m²/d以下,矩形段渗漏量相对较大。调查还表明越江隧道的渗漏主要集中于圆形隧道段管片的环缝、纵缝、注浆孔、螺栓孔及管片裂缝、圆形隧道与竖井的井圈部位、竖井与矩形段连接部位、矩形暗挖段的变形缝(施工缝)、结构裂缝等。分析还表明越江隧道渗漏量与沉降累积值并无直接的联系,隧道沉降量大的地方渗漏反而不是最严重的。     

超大直径竖井全断面掘进机施工地层扰动规律

超大直径全断面竖井掘进机施工过程中刀盘推力会使围岩受到剧烈扰动。 针对竖井掘进机施工过程 进行数值模拟,探明不同围岩条件下的机—岩相互作用,围岩应力、位移场及塑性区的分布及演化规律。 结果表明:围 岩应力受开挖深度、围岩条件和离刀盘开挖面的距离影响,刀盘盾体与井筒结构交界处、刀盘开挖面边缘及刀盘内圈 会出现应力集中现象;强风化围岩条件下围岩径向变形最大值为 7. 33 mm,距离竖井 1D(D 为竖井直径)掘进施工扰 动影响可忽略;围岩塑性区范围随着围岩条件的劣化和开挖深度的增长呈扩张趋势;先导掘进装置盾体对开挖面内 圈岩体形成约束,刀盘切削挤压岩体时被约束的岩体应力集中,导致内圈刀盘磨损及所需切削扭矩和推力比其他部 位更大。     

基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力与变形研究

针对基坑开挖旁侧盾构隧道结构横向受力和变形规律，提出了一种考虑围护结构变形影响的盾构隧道横向受力理论计算方法，并通过某实际工程三维有限元计算结果和干砂地层隧道旁侧基坑开挖离心模型试验结果，验证了隧道径向附加荷载理论计算方法的可靠性。结合该工程获取的围护桩水平位移、地表沉降、隧道变形和应变现场实测数据，探究了隧道横向受力-变形-内力之间的关联机制。结果表明：(1)隧道初始径向荷载呈“葫芦形”对称分布，侧方开挖引起隧道近基坑侧和拱顶外荷载减小，而远基坑侧和拱底外荷载增大，这与开挖引起的自由场地层位移和隧道位移相对大小有关，水平和竖向不均衡荷载由隧道纵向差异变形引起的环间剪切力平衡。(2)隧道椭圆形变形、朝基底方向的顺时针旋转角度和正负弯矩值随开挖不断增大。(3)隧道环向弯矩分布与螺栓相对位置关系密切相关，研究断面处近基坑侧拱腰附近存在螺栓，其将承担更多的环向拉应力；远基坑侧拱腰附近为混凝土管片，环向拉应力主要由管片承担，从而使得研究断面处隧道管片最大环向弯矩发生在远基坑侧拱腰位置。