多因素下竖向顶管施工引起的土体变形研究

建立掘进机与土体间的摩擦力、后续管道与土体间的摩擦力、开挖面前顶管推力、土体损失四个因素下竖向顶管法施工的力学模型.前三个因素引起的土体变形解根据弹性力学Mindlin解得到;土体损失引起的土体变形解通过随机介质理论得到,最后二者相加获得多因素下总的土体变形理论解.通过算例对计算结果进行了分析,研究了开挖面前顶管推力的改变对土体变形的影响。研究结果表明,土体竖向位移的最大值随z的增大基本呈减小趋势;竖向顶管施工引起土体隆起的范围在距顶管横截面中心线D～10D之间,土体隆起值随着深度的增加而增加;水平位移的最大值出现在距竖向顶管横截面中垂线2.5D处;开挖面前顶管推力对竖向位移的影响范围主要在距顶管横截面中心线±2.5D之间,在影响范围内,其引起的竖向位移随开挖面前顶管推力的增加而逐渐增大;在0z0.5D时,开挖面前顶管推力引起的水平位移主要表现为较小的朝向竖向顶管的移动;在0.5Dz4D时,主要表现为远离竖向顶管的移动,且随着深度增加,水平位移越大。因此,在竖向顶管施工时,需重点关注±2.5D范围内的竖向位移以及0.5Dz4D范围内的水平位移。     

污水干管顶管法施工对近接地铁隧道影响分析

结合杭州临平污水总管上跨既有盾构隧道工程,通过理论计算及三维有限元数值模拟计算,分析了顶管施工过程中对既有盾构隧道及地表的影响,结果表明,上跨顶管施工后,盾构顶部最大上浮位移为5.267 mm,地表最大隆起位移为1.8 mm,附加弯矩为1.6 kN·m,说明上跨顶管施工引起既有盾构隧道的变形及附加内力处于可控范围,并在此基础上,结合工程实际提出了相应控制措施.     

考虑偏压作用的基坑抗隆起稳定性上限分析

为了研究偏压荷载对抗隆起稳定性的影响,提出了一种考虑偏压作用的基坑抗隆起稳定性计算方法,将墙后土体沉降变形近似简化为余弦曲线,从而在研究偏压作用对基坑抗隆起稳定性影响时可计入偏压荷载范围和坑边距等因素,同时在极限上限分析法的公式推导中考虑了土体各向异性对基坑抗隆起稳定性的影响。将该方法与HASHASH和WHITTLE提出的波士顿蓝黏土深基坑开挖有限元模型进行对比,通过数值算例研究了挡墙入土深度、基坑深度、土体各向异性、最下一道支撑到坑底距离及偏压荷载等因素对抗隆起安全系数的影响。研究表明:基坑抗隆起稳定性系数随着土体各向异性比的增加而增加,随着最下一道支撑到坑底距离增加而增大,发现偏压作用距离坑边在2倍基坑深度之内对抗隆起安全系数影响较大。最后结合案例分析验证了该方法的有效性。     

综合管廊预制板吊装动力系数试验研究及估算方法

预制装配式综合管廊的预制板吊装计算时需确定其动力系数。对实际足尺预制板在吊装过程中的动力响应开展了试验研究,进行了动力系数的测定。有限元动力分析表明,对于该长宽比大于2.0的预制板,其1阶竖弯模态和具有弹性支座的欧拉梁一阶模态相似。采用该欧拉梁和瑞利法,提出了预制板吊装时的频率及动力系数的简化估算方法。理论计算结果和试验值进行了比较,两者吻合良好。     

特长公路隧道取消变形缝试验研究

结合包家山隧道的施工情况,利用数值模拟和现场试验两种方法,对设置变形缝和不设置变形缝两种工况下衬砌结构的受力、变形及安全性进行了对比分析.研究认为:a.无论设置变形缝与否,隧道纵向的安全性要求均能满足.b.对于隧道结构的横向安全性,不设置变形缝时,Ⅴ级围岩端的安全系数增加,Ⅳ级围岩端的安全系数减小,此时需要进行配筋;设置变形缝时,Ⅳ级和Ⅴ级围岩处的拱顶安全系数均较小,不能满足安全要求,此时需要进行配筋.     

软土地区偏压基坑抗隆起稳定安全系数的强度折减法研究

针对偏压工况下软土地区基坑开挖的坑底隆起问题,建立了二维有限元强度折减分析模型。对偏压范围、偏压距离以及偏压荷载大小对抗隆起稳定安全系数的影响进行了数值模拟分析,同时对比了极限平衡法、极限分析法和上述数值方法在偏压工况下的抗隆起稳定安全系数。结果表明:偏压范围越大或偏压距离越小,基坑抗隆起稳定安全系数越小;不同深宽比下的基坑抗隆起稳定安全系数均随偏压荷载大小增加而线性减小;Terzaghi极限平衡法和极限分析法均高估了偏压基坑的抗隆起稳定性,偏危险;BjerrumEide极限平衡法和基于Prandtl机构的规范法低估了偏压基坑的抗隆起稳定性,偏保守。