岩土复合地层双孔隧道开挖对地表沉降的影响

为研究岩土复合地层中双孔平行隧道开挖对地表沉降的影响，提出一种基于复变函数理论和随机介质理论相结合的计算方法，讨论不同隧道开挖半径、隧道间距以及土层主要影响角对地表沉降的影响。结果表明，相较于不分层理论，考虑岩土分层的计算结果与有限元结果更加吻合；随着隧道开挖半径的增大，地表沉降随之增大；随着隧道间距的增大，地表最大沉降值随之减小，沉降曲线形态发生变化；随着土层主要影响角的增大，地表最大沉降值随之增大，地表沉降槽宽度变小。     

基于随机介质理论分析盾构隧道开挖引起的地表沉降

有效预测并合理控制隧道开挖引起的土体变形和沉降、减小对周围土体及建筑物的影响对实际生产具有重要的现实意义。应用随机介质理论简化公式,基于上海虹梅南路隧道西线地表沉降监测数据,通过反分析计算的方法得到隧道开挖导致的断面收敛面积ΔA及主要影响角tanβ,并对这两个主要参数与隧道埋深或相对埋深之间的关系进行了研究。结果表明:计算值和实测值较吻合,对于浅埋隧道,ΔA的取值较大且较离散;随着隧道埋深的增加,当隧道埋深大于20m时,ΔA的取值较稳定,且大部分处于0.2~0.4m^2之间。tanβ随着埋深或相对埋深的增加,整体呈现出增加的趋势,tanβ与埋深大致满足tanβ=0.035z-0.098的关系。     

钱江通道盾构施工对北岸地表沉降的影响分析

运用经验公式和有限元数值模拟,对钱江通道盾构隧道施工过程中明清鱼鳞石塘的地表沉降规律进行研究,比较分析了两种方法的计算结果,得出隧道周围土体移动规律和体表沉降规律,验证了有限元模型的合理性,为隧道工程的顺利实施提供参考依据.钱江通道过江隧道盾构掘进时将不可避免地扰动地层,引起地层变形及地面沉降.扰动导致土体强度和压缩模量降低.当地层变形超过一定范围后,会严重危及周围建筑物的安全.因此,掌握地层沉降规律并预估其影响程度,对工程的顺利实施极为重要.     

岩土复合地层盾构隧道对地表变形及应力分析的研究

考虑到岩体与土体力学性质的差异,利用复变函数结合随机介质理论建立岩土复合地层隧道开挖的力学解析模型,将理论计算结果与数值模拟、现场实测结果进行对比。结果表明：解析解、数值解与实测值三者的吻合度相对较高,且数值解与理论解的沉降槽宽度保持一致,说明该理论计算方法具有较高的可信度。随后讨论了作用于岩、土层分界面不同竖向荷载、岩层隧道埋深与其半径之比以及岩体泊松比等参数对地表变形及洞周应力的影响。结果表明：随着岩、土层分界面竖向荷载的增加,地表沉降也不断增大,洞周环向压应力在隧道拱腰附近显著增大而拱顶环向拉应力变化相对缓慢;随着深径比h/r的减小,地表沉降逐渐增大,当h/r≥3时,增大深径比对洞周环向应力的影响相对较小;岩体泊松比越大,则地表沉降越小,洞周环向应力分布越均匀。     

基于随机介质理论的隧道开挖地表沉降规律研究

地铁多为近距离双线并行隧道,隧道开挖时相互影响造成了地表的不规则沉降与叠加,其预测与控制已成为一个亟待解决的难题。基于随机介质理论,将直角坐标系转化为局部极坐标系,得到了任意断面形状的单线、双线隧道开挖引起的地表沉降公式。以哈尔滨地铁3号线某区间大断面隧道与标准断面隧道开挖为例,基于随机介质理论极坐标表达式,得到了不同断面形状、尺寸的并行隧道开挖地表沉降量及其分布规律。通过预测曲线与实测及数值模拟曲线的对比,验证了用随机介质理论极坐标表达式预测并行隧道开挖引起地表沉降的科学性和可靠性。     

基于灰色理论的地铁隧道沉降预测分析

由于引起地铁隧道塌陷和地面沉降的触发因素具有不确定性,利用灰色理论建立GM(1,1)模型,对武汉地铁二号线广虎区间的隧道塌陷事故进行了分析预测。结果表明,GM(1,1)模型的预测结果在短期预测中精度较高,在长期预测中虽然误差较短期预测有所增大,但是仍能大致反映出监测点的沉降变形趋势。如果想要提高精度,应该用最新的监测数据建立新的灰色模型进行预测,以使模型不断更新、优化,有利于工程人员对重点部位的沉降趋势有较为准确的把握。     

隧道地表沉降预测的黏弹模型

在隧道开挖及运行过程中,不可避免地会对岩土体产生扰动,引起隧道地表产生沉降,对于隧道地表沉降分析,目前尚无成熟的基于力学理论的解析模型。针对该问题,将水平隧道地表沉降问题近似为半无限空间内水平圆柱形孔洞受力收缩导致的边界位移问题,并通过求解弹性无限域内的轴对称平面应变问题,运用叠加原理推导得到含水平圆柱形孔洞的半无限空间地表沉降的弹性积分形式解析解。然后运用对应原理,将体积变形视为弹性,畸变视为Maxwell黏弹性,对地表沉降弹性积分形式解析解进行拉普拉斯变换,得到时空域上的地表沉降的黏弹性积分形式解析解,从而建立隧道地表沉降的黏弹模型。模型揭示隧道地表沉降槽宽度系数为0.6,与多地区沉降监测数据吻合良好,为隧道地表沉降预测提供了一套新的基于力学理论的方法。     

隧道施工参数对地表沉降的影响研究

隧道施工选取的敏感性参数对地表沉降的影响尤为重要,以哈尔滨地铁某区间隧道为依托,利 用大型通用岩土工程分析软件ＭＩＤＡＳ／ＧＴＳ建立隧道开挖的数值分析模型,对不同施工工况下的隧道开 挖过程进行模拟并对相应的地表沉降计算结果进行分析。分析结果表明:双线隧道施工时土体扰动范 围相对较大;隧道错距带来的土层变形的影响并不显著;随着隧道埋深的增大,双隧道开挖引起的土层 变形也随之增大。     

基于LIB-SVM的盾构隧道地表沉降预测方法研究

在大数据开源的背景下,为了分析及预测隧道施工盾构掘进引起地表沉降,同时容纳较多影响地表沉降的因素,提高沉降预测的准确性,本文在总结归纳支持向量机的建模原理的基础上,将支持向量机(support vector machine,SVM)方法应用到地表沉降预测中。结合虹梅南路隧道西线工程,选取土体参数、盾构参数和隧道埋深等8个影响因素作为输入特征,地表最终沉降量作为输出目标值,通过交叉验证选取LIB-SVM的最优参数组合并建立预测模型,对盾构施工引起的地表沉降进行了预测,并与实测数据进行了对比。结果表明:预测结果与工程实际情况较吻合,误差基本在5%以内,证明了该方法在盾构施工引起地表沉降的实际预测中具有可行性,为隧道工程的研究提供了一条新途径。     

颗粒形状和介质对泥沙休止角的影响

泥沙休止角的影响因素主要包括形状、粒径、重率、介质、颗粒级配等,现有的研究主要侧重于粒径、重率、颗粒级配等因素,对于形状和介质对泥沙休止角的影响的研究较少且存在不足。采用筛分法,将天然沙石分为5个不同的粒径组,并将10~15 mm、15~20 mm两个较大粒径组的沙石分为圆球、扁平、椭球3种不同的形状,然后利用自制的抽板泥沙休止角测量仪器测量了泥沙在空气中和水中的休止角。结果表明,粗沙在空气中的休止角大于在水中的休止角,而细沙在水中的休止角大于在空气中的休止角;对于同一粒径组,椭球形的泥沙休止角最大,扁平形次之,圆球形最小。     

超大直径盾构施工地表沉降分析

结合工程实例对超大直径泥水平衡盾构地铁隧道施工引起地表沉降的实测数据进行了分析。得出了隧道中心线上方地表在盾构推进过程中变形的一般规律及地层损失引起的地表横断面沉降的形态。用Peck公式对横向沉降槽实测数据进行拟合,得出了地表沉降槽宽度系数及地层损失率等特征参数的一般范围。对盾构推进过程中的停机情况对地表沉降的影响进行了分析,并提出了一些建议。分析成果对于城市超大直径泥水盾构工程有较好的参考价值。     

盾构隧道施工地表变形分析的有限元数值模拟

以钱江通道过江隧道工程为背景，利用有限元方法对盾构隧道施工引起的地表变形进行数值模拟分析，与经验公式计算结果比较，验证了有限元数值分析模型的合理性，同时分析了隧道周围土体移动规律和地表沉降规律。     

真空预压超软弱土下卧透水层新密封方法探讨

针对真空预压工程中超软弱土下卧透水层传统密封处理方法存在的费用高、密封效果差、危险性高等缺点,提出采用由改装地质钻机施打泥浆搅拌桩这一新方法,可解决超软弱土下卧透水层止水密封难题。结合广州中船龙穴造船基地某软基处理工程实际应用,通过与传统处理方法密封效果、处理成本、工期等对比,表明该方法简单高效,成本较低,具有较高的推广应用价值。     

超高地温条件下引水隧洞施工关键技术探讨

娘拥水电站引水隧洞全长15 406 m,马蹄型断面。在1#支洞及该支洞下游主洞开挖过程中遭遇了高地温围岩,最高岩体温度高达86℃,高地温段洞室长度长达400 m。基于高地温隧洞施工实践,从降低洞内环境温度、钻爆开挖控制、初期支护措施等关键因素着手对高地温隧洞施工关键技术进行了探讨。