苏州地铁车站基坑变形的空间效应分析及预测研究

为有效掌握苏州地铁基坑的空间变形特征,实现对其变形的高精度预测,利用数理统计及极限学习机开展基坑变形的空间效应分析及预测研究。首先,基于基坑变形监测成果,开展基坑变形的空间效应分析;其次,利用小波去噪、极限学习机及混沌理论等构建了基坑变形预测模型,以达到基坑变形的时间效应分析。结果表明,在空间效应分析方面,基坑竖向沉降变形及侧向水平位移均以西侧相对最大,其与近接既有住宅楼相关,近接既有建筑物对基坑变形的影响较大,且在不同施工阶段条件下,基坑侧位移随深度变化存在一定差异,第二、三阶段的侧位移增量相对最大;在时间效应分析方面,小波去噪能很好分解基坑变形的趋势项和误差项,但去噪参数对去噪效果影响较大,去噪过程应进行参数的优化筛选;粒子群算法能有效提高极限学习机的预测精度,混沌理论也能有效弱化误差序列,所得变形预测结果的相对误差均值均小于2%,验证了预测模型的有效性,且通过外推预测,得出基坑变形在后4个周期仍将进一步增加,但增加速率相对较小,后期在时间效应条件下趋于稳定。研究结果对开展不同区域地质条件下的基坑变形特性研究、更好地指导现场施工具有参考价值。     

高斯过程机器学习在临河地铁车站基坑变形预测中的应用

为了更准确地对临河基坑开挖过程中出现的变形进行预测和风险预警,以天津地铁7号线王兰庄站出入口基坑临河施工为例,提出了一种基于改良高斯过程机器学习的临河基坑变形预测方法。首先,将施工过程收集的变形位移监测数据作为学习样本;其次,利用改良高斯过程回归算法对学习样本进行训练,并通过自适应不同的训练函数,获取较为合理的基坑变形代理模型;最后,通过代理模型预测基坑变形位移,并识别基坑风险,同时与传统高斯预测结果、有限元计算结果和实测值进行比较。结果表明：1）改良高斯过程回归方法较常规高斯过程的模拟效果更好,在样本点充足的条件下,可准确地根据基坑变形数据学习并预测后续基坑开挖的变形位移;2）相较于工程应用较多的有限元计算方法,采用改良高斯回归过程机器学习方法,可根据现场的实际监测数据对变形进行动态地学习、分析与预测。研究成果更贴近现场实际情况,具有较强的推广价值,可为基坑变形预测提供参考。     

煤矿岩土工程勘察对煤矿基坑支护施工的影响探析

现阶段，煤矿基坑的设计较为成熟、稳定性较高，但对硬岩深度固定滞后的研究相对较少。本文结合室内试验、理论分析、模拟、现场试验等，在硬岩深煤矿基坑滞后的支护条件下，开展了煤矿岩土结构保护与相互作用、防护结构变形特征及煤矿基坑稳定性控制等研究。本文研究了硬岩深煤矿基坑围护结构和周长表面抗振模式，主坑变形不取决于井距和振动强度，垂直方向“D”型水平变形，最大变形发生在1/2深的挖掘深度。周边地表沉降表现为“凹槽”型，沉降影响水平范围数值等于开挖深度，探讨硬岩深煤矿基坑滞后支护的合理性与适用性很有必要。     

设置水平隔水帷幕的基坑降水开挖对周边环境的影响分析

为了研究水平隔水帷幕有效性对基坑降水开挖产生变形的影响,采用三维有限元软件对不同水平隔水帷幕渗透系数条件下基坑降水开挖过程进行模拟,分析了水平隔水帷幕渗透性对周边环境的影响规律.结果表明:1)在全封闭止水条件下,周边地表及高铁高架桥墩沉降随基坑降水开挖的进行而逐渐增大,且计算结果与实测结果较为吻合;2)隔水系统的隔水有...     

桩锚-土钉墙支护基坑变形特性分析——以昆明某基坑支护工程为例

在昆明某基坑支护工程中采用桩锚-土钉墙联合支护体系的基坑支护方案,并对基坑开挖过程中周边土体水平位移、沉降及周边建筑物处土体沉降进行了监测分析。结果表明,基坑开挖过程中周边土体最大水平位移接近15mm,最大沉降接近22mm,周边建筑物处土体最大沉降接近20mm,均小于变形预警值,达到基坑支护要求。     

超大型基坑与地下隧道群相互影响研究

为了解决城市复杂地下结构群之间相互影响的工程难题，依托深圳某预建商业建筑基坑和地下规划交通隧道工程，对基坑与隧道群相互影响力学行为以及考虑建筑附加荷载作用下下穿隧道管片配筋设计进行研究。采用有限元计算软件建立基坑与规划交通隧道群三维数值模型和高铁隧道管片配筋荷载-结构模型，分析管片内力、基坑结构位移等指标，评价基坑与地下隧道群的相互影响。结果表明：1)在现有基坑桩-筏板基础结构设计情况下，管片内力变化幅度最大为10.85%,对后期交通隧道近接建筑基坑的影响较小；2)地下规划交通隧道施工过程中对基坑结构位移影响有限，隧道开挖后桩基础最大水平位移为1.36 mm,竖向沉降为2.44 mm,筏板基础最大水平位移为0.41 mm,竖向沉降为2.40 mm; 3)在建筑附加荷载作用下，隧道管片最大内力出现在拱顶内侧和拱腰外侧，考虑弯矩传递系数ξ时隧道管片配筋需要加强。研究成果优化了既有桩基础影响下的隧道结构配筋，可以为城市复杂隧道群的设计与施工提供参考。     

顶管法施工对地铁隧道的影响分析——以深圳某区间隧道施工为例

为研究大直径顶管上跨施工对地铁运营隧道的影响预测问题,以深圳地区1.8m大直径顶管上跨地铁1号线某区间隧道施工为例,采用MIDAS/GTS三维有限元软件建立三维数值模型,对顶管施工引起的地表隆沉、地铁隧道竖向位移和横向收敛变形、顶管隧道本身竖向位移进行数值模拟分析。分析结果表明,顶管施工过程中,由于土体开挖卸载引起下部土体向上回弹,导致地面会发生一定的隆起,最大隆起发生在顶管隧道两端,中部隆起位移较小;地铁隧道水平位移很小,竖向发生向上位移,并伴随横向收敛变形,导致地铁隧道发生竖椭圆变形,但其位移均在地铁保护的允许范围内;顶管隧道本身会发生竖向向上位移,易导致顶管隧道前端产生偏移。该结论可为类似工程施工项目提供参考。     

基于FLAC 3D计算的黄埔区水质净化厂基坑支护结构稳定性研究

针对黄埔区水质净化厂基坑支护结构稳定性特征,利用FLAC 3D仿真计算了锚索整体预应力损失、上层锚索预应力损失、下层锚索预应力损失3种工况下位移变化特征,研究认为下层锚索对基坑变形影响敏感度低于上层锚索,应注重控制上层锚索预应力损失,为基坑支护工程中锚索预应力状态研究提供参考。     

大型钢网架结构支撑卸载施工技术研究——以广东省佛冈体育馆工程为例

为了使网架结构在卸载过程中能平稳地进行应力重分布，保证结构的安全性及施工的便利性，结合佛冈体育馆钢网架屋面项目，采用有限元分析对临时支撑卸载过程进行施工模拟，分析卸载方案各个阶段结构的内力分布情况；建立屋面大型钢网架临时支撑的卸载方案，用于指导现场施工；在实际结构的关键支撑点位处，使用先进测量技术自动化监测采集支撑杆件卸载全过程的应力应变、位移变形等数据，与施工模拟结果进行对比分析。结果表明：卸载过程各关键杆件的最大变形和应力不存在超限情况，整体结构受力稳定。所提卸载工艺能够有效控制网架构件变形和内力，实现体育馆屋面的信息化施工管理，保证网架临时支撑体系平稳、安全卸载。研究成果可为优化网架结构支撑卸载方案提供借鉴，并为大跨度网架结构施工管理提供科学依据。     

基坑工程施工对防汛墙的影响限值研究

为了研究基坑工程对紧邻防汛墙的影响,选取了上海黄浦江与苏州河地区的几种典型断面形式,并通过Plaxis软件进行模型建立与有限元计算。根据计算结果,探讨了在不同基坑开挖深度与基坑距离的情况下,基坑施工对紧邻防汛墙的变形影响分析,从而验证了计算模型的可行性,最后运用回归分析法,分别给出了在不同基坑开挖深度下基坑距离的限值以及在不同基坑距离下基坑深度的限值,从而为防汛墙管理单位提供了理论依据与管理便利。     

基于白垩系围岩巷道变形机理及支护技术研究

为研究白垩系岩层性质,解决白垩系岩层围岩巷道变形严重、支护困难等问题,本文以内蒙古地区某煤矿为研究背景,通过理论分析白垩系围岩岩石的破坏机理,推导出拉伸破坏以及剪切破坏的极限条件。利用FLAC3D数值模拟,对围岩巷道应力场、塑性区、巷道位移量进行数值模拟分析。结果显示,垂直应力值均为负值,意味着围岩四周应力处于压应力状态;塑性区影响范围较小,说明剪切应力出现在巷道顶底板以及两帮;垂直位移、水平位移量较小,围岩变形控制效果良好。最后,通过现场对巷道位移变形量和锚杆锚索的锚固力大小进行观测,对支护方案进行现场验证,确定采取“高预应力锚杆、锚索、锚网、W钢带、钢筋梯子梁”等联合支护方案比较合理,为此类围岩巷道的围岩变形控制提出有效方案。     

盾构侧穿水库土石坝引起的变形特性分析

为研究隧道工程侧穿水坝的安全性问题,结合宁句城际轨道侧穿汤泉水库工程背景，利用有限元软件分析了盾构机掘进过程中隧道周围土体和土石坝变形规律，并研究了不同水库水位条件对隧道施工产生的坝顶位移影响。结果表明，施工期间盾构机周围土体竖向位移呈“W”型分布，地表隆起和沉降值均符合规范限值要求；从土石坝的变形情况来看，坝体竖向位移远大于水平位移，且主要集中在土石坝的背水面，随着掘进位置与坝体距离的缩小，坝体最大竖向位移位置不断向坝顶方向上移且在坝体更深处产生影响；为保证结构安全，盾构施工应选择水库水位相对较低且稳定的时期。研究结果可为隧道盾构开挖时有较高变形控制要求的建筑物结构安全评估和工程施工提供参考。     

大采高工作面矿压显现规律研究

为了研究大采高工作面矿压显现规律,以巨野煤田1301工作面为例,运用数值模拟的研究方法,分析了不同采高(3m和7m)条件下采场竖直应力场、水平应力场和位移场的异同。研究发现:不同采高条件下,煤层上方的竖直应力分布具有相似的规律,但采高越大,其上的应力峰值越小,作用的范围越广;煤壁上的拉应区最大处位于煤壁的中部,大采高条件下煤壁处更易发生片帮,且煤壁塑性区有增大的趋势;随着采高的增加,工作面顶板下沉量越来越大,出现卸载拱的范围也会随之扩大,破坏的影响范围向采空区上方偏移。     

降雨及渗流条件下层状砂质板岩 边坡变形破坏模式研究

为增强边坡在恶劣条件下的稳定性,针对降雨及渗流条件下的层状砂质板岩边坡进行研究,采用边坡模型试验和有限元模拟方法,研究了边坡的变形破坏形态和位移变化情况。结果表明,边坡的变形破坏是一个持续发展的过程。主要从坡体中部开始,形成一个D字状的位移曲线,随着降雨时间的增加,最终坡体完全被破坏;当降雨强度分别为600 mm/d和800 mm/d时,边坡中部出现塌落,其降雨时间分别为16 800 s和13 300 s,说明了强降雨对边坡失稳有被更大的加速作用;通过对边坡模型试验和有限元模拟试验的结果对比表明,层状砂质板岩边坡破坏形态和位移变化趋势基本保持一致,验证了模型试验监测数据的准确性和有效性。研究结果为降雨及渗流条件下层状砂质板岩边坡变形破坏机理提供了实验依据和数值模拟参考,可为类似砂质板岩边坡渗流问题研究提供借鉴。     

混凝土拱坝多测点变形监控混合模型研究

为了保证水库运行安全，文章以某混凝土拱坝为研究对象，采用融合粒子群算法优化支持向量机算法(PSO-SVM),对拱坝水平位移进行预测。结果表明：库水位与拱坝的水平位移间呈正相关关系，随着库水位的增大，混凝土拱坝的水平位移逐渐增大，水位升降对和混凝土拱坝的变形情况影响显著。采用PSO-SVM组合模型得出的平均误差及均方根误差较小，模型准确性较高，可应用于混凝土拱坝变形量预测。研究结果可为混凝土拱坝变形监控提供指导。     

基坑开挖隔离墙措施对既有水工隧洞保护作用分析

为形象表征隔离墙对基坑开挖下既有水工隧洞的保护作用,文章基于Midas三维有限元分析软件,分析了施加隔离墙前后2种工况下土体及隧洞结构位移的变化情况,结果表明:施加隔离墙可进一步降低土体和隧洞的横向位移及竖向位移,对结构的保护作用较好,文章结论可为隔离墙的应用提供依据。     

一种超载与地震组合作用下的边坡滑动计算方法研究

为了探究极端环境条件对边坡稳定性的影响,针对超载与地震组合作用下的致滑因素进行了分析,基于能量法与强度折减法推导了组合作用下的安全系数Fs以及临界加速度系数Ks,采用Matlab内嵌序列二次优化法求解极限值,并与经典解比较,最后选取汶川地震、熊本地震2条代表性地震波对边坡位移进行计算.结果表明,1)验证结果准确,推导方...     

考虑下部结构的双向张弦梁竖向地震响应分析

为研究考虑上下部结构协同工作的双向张弦梁的地震响应规律,采用时程分析法对一个80m×80m的双向张弦梁结构模型进行了地震响应分析。在竖向地震作用下,对其有、无下部结构和下部结构相同而支座条件不同情况的抗震性能分别进行了对比分析。结果显示,在竖向地震作用下考虑下部结构时其撑杆轴力与无下部结构时几乎相同,而此时上弦梁的竖向位移增大,屋盖周边处甚至增大几倍;下部结构相同而支座条件不同时竖向地震作用下撑杆轴力及上弦梁竖向位移几乎相同,而上弦梁的水平位移的差异较大;支座条件的改变仅影响结构各振型出现的阶数而不影响结构振型。研究结果为双向张弦梁结构的抗震设计提供了参考。     

基于ABAQUS数值的混凝土防渗墙内力及变形敏感性分析

为研究混凝土防渗墙内力及变形影响因素，文章建立数值计算模型，系统的分析了混凝土刚度及防渗墙厚度对墙内力及变形的影响，结果表明：防渗墙的最大主应力和最小主应力均随墙的高程增大而增大，混凝土弹性模量对墙的变形影响非常小。在不同弹性模量的混凝土工况下，最大水平位移出现在墙顶；防渗墙小主应力和和大主应力随高程的增大而减小。为保证防渗墙及大坝有较好防渗性能，应结合试验确定防渗材料参数。     

特殊工况下盾构机出井吊装施工技术研究

为了解决在特殊情况下进行管片外径为8.8 m的盾构机接收、拆解和吊装作业问题,结合施工现场实际情况,对特殊工况下盾构机吊装出井技术措施进行研究。首先对吊装过程中最不利因素进行分析,其次提出了在结构未完全完成工况下盾构机吊装解决方案,同时进行了有、无措施的吊装作业对现有不完整井结构变形影响的数值模拟分析,并分析了在有措施的工况下吊车支腿地基承载力及基坑侧压力,最终提出了在接收井结构不完整情况下盾构机接收、拆解、吊装出井及施工监测的技术措施。结果表明：实际工程应用中,所提盾构机出井吊装施工技术措施可行可靠;有限元分析结果与实际监测变形规律基本一致,变形可控。研究结果丰富了特殊工况下盾构机吊装作业的施工技术,可为类似情况下的隧道工程吊装作业提供借鉴。