黄土高填方沉降规律分析及工后沉降反演预测

 为了揭示黄土高填方的沉降规律,并预测其工后沉降,对某高填方的监测成果进行分析,将FEM数值计算与分层迭代反演方法结合,对高填方的工后沉降进行反演预测。分析结果表明：填方体自身沉降占总沉降的63%而原地基沉降占37%,施工期产生沉降的主要原因是非饱和土孔隙气压密及排气固结,原地基和填方厚度的不均匀是地表差异沉降的主要原因。分层迭代反演法与FEM结合能更精确的反映施工加载对填土形变参数的影响,采用反演参数预测沉降值与现有实测数据吻合较好。     

地铁施工诱发地表最大沉降量估算及规律分析EI北大核心CSCD

本文系统综述5大类地铁施工诱发地表最大沉降量S_(max)的预测公式及其适用性,并以大量的国内地铁实测沉降资料为依据,总结地铁在不同覆跨比H/D、不同地层条件和不同施工方法下的S_(max)、沉降槽宽系数k、地层损失率V_l及间隙参数g的变化规律及其经验关系。结果表明:(1)经验法需要归纳大量监测成果来预测S_(max);解析方法多适用于地层条件相对单一的施工期不排水条件下沉降估算;半经验公式存在较大的地区性差异;(2)S_(max)主要与地铁所处的一般性地层条件(为了保护临近重要建(构)筑物而采取辅助施工措施来超前加固地层的特殊情况除外)、覆跨比H/D、施工方法等因素有关,其中S_(max)与H/D呈反相关,不同地层条件下盾构法(土压、泥水)施工所诱发的S_(max)平均值为-11.5^-31.3 mm,浅埋暗挖法下S_(max)离散性较大,其平均为-13.0^-41.6 mm,表明在控制地表沉降方面盾构法较优于浅埋暗挖法;(3)不同地层和H/D条件下S_(max)=(-0.28^-0.71)g,S_(max)/g和H/D关系可采用修正Atkinson公式(α=0.15~0.28)及Clough公式(β=-0.55^-1.11)来描述。通过本文系统的总结分析,可相对全面地了解城市地铁施工诱发S_(max)的预测方法及其各自的适用性,为后期类似地铁工程施工诱发地表沉降的准确预测提供科学参考。     

传统改性土工程性能试验研究及在城墙修复中的应用

以某明城墙后期修复段的坍塌事故为背景,分析了该城墙坍塌的原因。基于室内试验和城墙缩尺模型试验,研究了传统改性土及素土的非饱和特性、强度软化特性及不同土类夯筑城墙的抗渗性、抗剥蚀性、抗裂性等工程性能; 采用非饱和渗流原理和边坡稳定性分析方法探索了不同改性土夯筑城墙的降雨入渗规律及整体稳定性,最终针对6类传统改性土在城墙修复中的适宜性进行了对比分析。结果表明:相对于素土,三七灰土和糯米灰膏改性土具有较良好的抗渗、抗剥蚀和抗裂等综合工程性能; 不同降雨工况下,素土夯筑城墙的入渗深度及增湿影响程度最大,入渗最深达2.9 m,三七灰土整体的入渗深度最小,约为1.0 m,其次为三合土,采用三七灰土或糯米灰膏改性土修复后城墙的整体稳定性相对较高; 降雨积水入渗是导致修复段城墙坍塌失稳的外因,新修筑夯土的用料不当及排水系统失效是导致墙体失稳的内因; 适当采用改性夯土进行古城墙修复并避免墙体顶部出现积水,将有利于提高修复后城墙的整体稳定性。     

基于修正FDA方法的黄土高填方地基工后沉降分析

为了进一步探索黄土高填方机场工后沉降的形成机制,以便于对其进行预测,以吕梁机场试验段为研究对象,结合大量的原位监测资料和室内压缩试验,采用修正FDA方法,试图将工后期排水固结变形和次固结(蠕变)变形进行分离,并采用基于Mikasa固结理论和Voigt-Kelvin黏弹性模型的沉降量–沉降速率曲线法进一步对该方法进行对比验证。研究表明:黄土高填方地基工后总沉降中约74%的沉降分量为深厚黄土地基的主固结沉降,其余的沉降主要以原地基及填筑体的蠕变引起,故基于修正FDA方法在分析黄土高填方工后沉降量形成机制的应用中比较符合工程实际,对类似工程的设计和工后沉降预测有一定的指导意义。     

扶壁式挡土墙水位骤降情况下稳定性及受力研究

以汉江白河县不同断面形式扶壁式挡土墙为例,设定不同水位降幅比n来模拟不同情形下挡土墙前后水位的动态变化,将理正设计软件和ANSYS有限元分析软件结合,计算不同墙前墙后水位组合下挡土墙的稳定安全系数和拉应力值。分析结果发现:水位骤降情况下,挡土墙稳定不利水深发生在水位降落过程中;墙后填土和挡土墙同高时,抗滑稳定性和抗倾覆稳定性的不利水深分别在挡土墙底部以上1/5~2/5和1/2处,受力不利水深变化范围较大;挡墙有悬臂段时,其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性的不利水深分别在挡土墙底部以上1/5和1/4~2/5处,受力不利水深为墙前最大水深,且最大拉应力出现在悬臂段根部。初步提出了扶壁式挡土墙水位骤降情况下的稳定性和受力不利水深与墙高比取值的建议范围,给出了不同形式扶壁式挡土墙在水位骤降情况下的最大拉应力区,可供相关工程借鉴。     

西安地铁二号线下穿古城墙段地表沉降控制标准研究

 以地铁二号线下穿西安南门城墙为研究对象,建立能够反应城墙结构中沿着灰缝、外墙–土芯墙界面及结构内部预先存在的裂缝发生张拉或剪切破坏的特殊离散化有限元模型。采用直接输入位移荷载的方法来描述建筑物基础在盾构施工作用下产生的变形,从变形和力学两个角度量化分析城墙所能承受的极限变形能力,从而提出西安地铁盾构施工引起地表沉降的控制标准,为古建筑物临近地下开挖地表沉降控制提供参考。     

某古建筑砖土结构基座病害探测分析

古建筑基座主要由砖-土材料构成,因年久失修而产生的病害问题较为严重。以某古建筑为研究对象,采用地质雷达和面波等无损探测方法,结合土壤电阻法和TDR等方法对其水害和结构病害特征进行大量现场监测,结果表明：①降雨后,基座外砖墙以内厚约3.0 m范围和内置排水管外围约1.0 m范围内的夯土层饱和度明显高于其他部位,由于外墙裂缝、内置排水管管口裂缝及海墁下部防渗层的失效等,是造成基座渗漏水、泛碱、脱皮的主要诱因;②基座顶部以下5.0 m深度范围内的砖土结构损伤较底部严重,且基座4个侧面的病害差异分布不均;③受降雨影响,基座顶部夯土层的含水率有上升趋势,基座底部的含水率明显高于基座中上部,电阻率也明显低于中上部,但基座底部夯土层和地基内含水率呈下降趋势,表明基座上部的水分有向基座底部和地基内迁移的趋势。通过多角度的相互验证研究,为深入探索古建筑基座结构病害的形成机制提供了一套可行的研究思路。     

古建筑砖-土结构力学性能及裂缝成因分析

古建筑中砖-土结构材料的劣化与古建筑裂缝扩展关系密切。以现役西安明代城墙及钟楼等古建筑为研究对象，对其墙体开裂特征及开裂原因开展了现场调研，并采用室内试验、回弹试验、面波测试和环境激励法对比分析了砖墙砌体及夯土材料的等效力学参数及其合理的取值范围。提出了考虑损伤的砌体力学模型，通过室内试验获取了夯土软化期间力学参数与饱和度的关系，采用数值分析方法对比分析了砖-土结构材料在劣化或软化期间古建筑基座的受力和变形特征。研究结果表明：夯土软化会诱发古建筑基座裂缝由上向下扩展，砌体劣化会导致裂缝由下向上扩展，且夯土软化效应对古建筑的稳定性影响更大；为了加强古建筑基座的稳定性，应采取有效的防、排水措施防止水分入渗，控制基座内夯土的饱和度低于75%，对外墙砌体结构开裂位置采取相应的加固措施，控制现役状态下的砌体损伤因子低于0.6。     

"先隧后井"法施工对地表沉降及盾构管片受力的影响研究

以西安地铁９号线香—纺区间先盾构隧道后矿山法横通道风井施工为例，该工程首次采用“先隧后井”法施工。“先隧后井”法施工风险较大，有必要针对该工法提出合理的工程措施和建议，为设计施工提供指导和参考。为此，通过数值分析方法，建立三维有限元模型，研究“先隧后井”法施工引起的地表沉降和既有盾构管片的力学响应。     

地铁施工诱发地表最大沉降量估算及规律分析EI北大核心CSCD

本文系统综述5大类地铁施工诱发地表最大沉降量S_(max)的预测公式及其适用性,并以大量的国内地铁实测沉降资料为依据,总结地铁在不同覆跨比H/D、不同地层条件和不同施工方法下的S_(max)、沉降槽宽系数k、地层损失率V_l及间隙参数g的变化规律及其经验关系。结果表明:(1)经验法需要归纳大量监测成果来预测S_(max);解析方法多适用于地层条件相对单一的施工期不排水条件下沉降估算;半经验公式存在较大的地区性差异;(2)S_(max)主要与地铁所处的一般性地层条件(为了保护临近重要建(构)筑物而采取辅助施工措施来超前加固地层的特殊情况除外)、覆跨比H/D、施工方法等因素有关,其中S_(max)与H/D呈反相关,不同地层条件下盾构法(土压、泥水)施工所诱发的S_(max)平均值为-11.5^-31.3 mm,浅埋暗挖法下S_(max)离散性较大,其平均为-13.0^-41.6 mm,表明在控制地表沉降方面盾构法较优于浅埋暗挖法;(3)不同地层和H/D条件下S_(max)=(-0.28^-0.71)g,S_(max)/g和H/D关系可采用修正Atkinson公式(α=0.15~0.28)及Clough公式(β=-0.55^-1.11)来描述。通过本文系统的总结分析,可相对全面地了解城市地铁施工诱发S_(max)的预测方法及其各自的适用性,为后期类似地铁工程施工诱发地表沉降的准确预测提供科学参考。