基于颗粒流椭球体理论的隧道极限松动区与松动土压力

砂土地层中隧道所受土压力与土拱效应及松动区的发展密切相关,而砂土地层拱效应大小又与砂土颗粒流动规律相关。基于颗粒流椭球体理论,提出了砂土中隧道松动区的计算方法,并对Terzaghi松动土压力计算公式进行了改进。研究表明：与Terzaghi土柱理论假定的直立滑动面不同,基于颗粒流的砂土隧道松动区为细长的椭圆或该椭圆的一部分,且其形状及大小随偏心率、松动系数而变化,即随砂土颗粒形状、级配、密实度等地层特性而变化;松动区竖直滑移面上的侧压系数是小于Terzaghi的建议值。最后,通过与相关文献的离心模型试验结果进行了对比分析,验证了该方法的合理性,该成果可用于砂性地层中深埋地下管道和隧道的垂直土压力的计算。     

桩墙式挡土结构的变形模式及其识别

基坑挡土结构的侧向变形数据是反映基坑工程安全与环境控制的重要指标之一。由于现场地质条件与施工过程的复杂性,实际发生的挡土结构变形与设计计算结果在变形值大小及分布形态上存在差异。基于工程经验及挡土结构的受力变形原理,总结归纳了挡土结构典型的变形模式及其特征,在此基础上,基于贝叶斯概率准则实现对挡土结构实测变形的整体模式及局部模式识别。依此不仅可判明实际施工工况的变化或可能存在的工程缺陷,同时由于其可以提供非正常变形模式的预警,从而弥补了现行规范中仅以变形大小和速率为预警指标的不足,对于提高信息化施工的准确性和及时性具有重要意义。     

基于联合强度理论的主动土压力计算方法

考虑结构性黄土的抗拉强度和有限土体对土压力的影响,推导了抛物线加直线形式的联合强度理论。基于此强度理论,建立了土体主动极限平衡状态,推导了无限土体主动土压力的计算公式;通过滑动块体理论推导了有限土体主动土压力的计算公式。通过算例对公式进行了验证比较,研究结果表明:基于联合强度理论计算的土体开裂深度明显小于朗肯土压力理论的开裂深度,且基于联合强度理论土体应存在拉应力区,在此区域内,挡土墙与土体存在胶合力的情况下,需考虑挡土墙受到的拉力和因此导致的局部应力集中;有限土体的土压力小于朗肯主动土压力,且随着挡土墙与既有构筑物距离的增加,有限土体土压力趋近于无限土体土压力。基于联合强度理论和有限土体理论建立的主动土压力计算方法能更合理地评价黄土的主动土压力。     

地铁列车振动荷载对穿越泥水盾构泥膜渗透系数的影响

泥水盾构穿越饱和砂土地层中的运营地铁时,在地铁列车振动荷载的作用下,开挖面前方土体中会产生超孔隙水压力,从而降低泥膜承受的压力差,使泥膜回弹,渗透系数增大,进而影响开挖面稳定。通过动三轴试验,研究了不同类型砂土在地铁列车振动荷载的作用下的超孔隙水压力增长规律,并利用改进的Kozeny-Carman公式分析了其对泥膜渗透系数的影响。研究表明:地铁列车振动荷载振幅与在其作用下产生的砂土最大超孔隙水压力之间的关系可用指数函数表示;砂土中粗颗粒间的孔隙起控制作用时的最大动孔压比和泥膜最大渗透系数增大比约为细颗粒间的孔隙起控制作用时的最大动孔压比和泥膜最大渗透系数增大比的50%和60%;当动应力比不大于0.15时,振动荷载振幅的增大对最大动孔压比的增加影响并不明显;相对密实度对最大动孔压比的影响并不明显;卸荷程度相同时,轴向卸荷比水平卸荷对最大动孔压比的影响约大一倍;一般情况下,地铁列车振动荷载最大可使泥膜渗透系数增大约15倍;当泥膜渗透系数不大于7.73×10-8 cm/s时,可不必考虑运营地铁列车振动荷载对泥膜渗透系数的影响。     

盾构近距离施工的IMC-PID控制模型研究

针对盾构近距离施工中变形控制的特点,以变形控制为目标,采用系统控制论的思想和方法,提出一种基于内模控制的IMC-PID参数整定方法的盾构施工控制方法。分析研究盾构施工控制中正面土压力和盾尾注浆两个关键参数对紧邻隧道变形影响的全过程控制模型APLOC。仿真结果显示,此控制模型具有很好的稳定性和鲁棒性。实际控制效果明显,相邻隧道变形控制在5mm之内。     

城市道路地下空问与共同沟

如何综合开发利用城市道路的上下部公共空间，是城市现代化发展过程中需要认真考虑的重要课题之一。发达国家城市现代化发展经验表明，综合利用城市道路空间，尤其是城市道路地下空间，积极建设集城市各种生命管线设施为一体的共同沟是城市道路空间有效利用的重要途径之一。本文简要阐述了日本共同沟与城市道路共同发展的经验，并较为详细地介绍了日本共同沟的分类、规划、设计、施工等情况，供有关城市开发建设部门借鉴与参考。     

砂土地层盾构法施工的模型试验设计研究

为更好地指导盾构隧道的设计与施工。很有必要开展土体-盾构系统的适应性试验研究。以直径6．34m的土压平衡盾构和上海地区粉砂地层为参照原型，将相似理论和模型试验的方法成功地应用于盾构掘进的模型试验设计。使之能够实现对盾构机工作参数和地层特性参数进行不同组合的试验，进而探求盾构机与土体相互作用的机理，并可由模型试验的结果来预测原型的性能。从而为最终形成盾构及地层适应性理论服务。     

盾构接收中钢套筒的受力变形特性与实测分析

富水砂性地层中在盾构接收时极易发生涌水、涌砂等事故,是盾构施工过程中的重大风险源之一。以上海轨道交通11号线龙华路站钢套筒接收工法盾构接收的工程实践为依托,首先采用数值模拟对钢套筒在盾构接收施工期间的受力和变形规律进行了分析,然后通过钢套筒变形和防汛墙沉降的现场实测数据验证了钢套筒接收工法的可行性。结果表明,盾构推进使钢套筒结构的最大拉应力由后端板逐渐发展为筒体与地连墙连接部位的底部,筒体结构的环向应力为纵向应力的2~7倍、腰部以下的环向轴力增长明显、腰部累计变形将近10 mm,筒体底部的纵向应力增长明显、腰部的纵向弯矩变化明显。盾构推进导致筒体结构的底部外张、腰部内凹,筒体的径向变形由横鸭蛋变为竖鸭蛋并最终变为8字形,椭圆度达到3‰,但是盾构推进对后端板的应力和位移变化均不明显。筒体与地连墙间的接缝、钢套筒分块间的腰部接缝和底部接缝均是盾构接收中钢套筒结构受力和变形的薄弱部位。盾构完全进入钢套筒后,钢套筒结构的受力和变形最为不利。工程实测表明,采用钢套筒接收工法进行盾构接收安全、可行,但在工程实践中应重视腰部、底部和后端板位移实测数据的大的波动,规范施工操作并加强监控。     

由基坑挡墙位移推算地层位移场及其影响

为规避有限单元法分析基坑开挖位移场中存在的参数取值及边界条件不确定带来的计算结果可靠性不足的问题,运用已知或其他可靠方法得到的边界位移,采用间接边界单元法推求基坑开挖位移场及其对邻近地铁隧道的影响。基于平面荷载结构模型计算结果及工程实测结果的可靠性事实,假设在基坑围护挡土墙边界上作用按某种分布规律的虚拟力,同时考虑基坑围护挡土墙的位移边界条件。分析结果表明利用平面计算或监测的可靠数据推算基坑周边位移场是一个可靠途径;而且在一般的计算机上就可以分析一些大型基坑开挖引起的土层位移场及其对邻近建筑的影响,尤其该方法满足了邻近运营中地铁位移动态预测的高准确性要求,采用该方法具有快速、实用简便、准确等特点,因此具有广泛的工程应用前景。