軟土場地地鐵車站施工地面沉降曲線理論模型研究

以寧波地鐵1號線福明路站深基坑施工控制地面沉降設(shè)計(jì)和完善軟土場地施工技術(shù)細(xì)節(jié)為應(yīng)用背景，主要基于理論分析，結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場監(jiān)測等手段，很好完成了擬定的研究內(nèi)容且取得了較理想的研究成果。以軟土場地深基坑施工行為引起的土體位移為焦點(diǎn)，建立了開挖－降水－支護(hù)－加固動態(tài)施工預(yù)測模型，據(jù)此建立了地面沉降曲線，并針對降水、開挖、支護(hù)等各工序施工引起軟土地面沉降量進(jìn)行了預(yù)測；根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)，結(jié)合各工序修正了地面沉降曲線，提出了2倍基坑開挖深度的范圍為地面沉降的主要影響范圍，控制地面1倍基坑開挖深度范圍內(nèi)的差異沉降，加強(qiáng)基坑中部豎向支撐軸力，水平設(shè)置密度，充分利用角部空間效應(yīng)等施工規(guī)范建議。無論基于軟土場地施工地面沉降的模擬還是軟土工程力學(xué)特性的深入研究，本項(xiàng)目的研究均有重要意義。尤其是項(xiàng)目中結(jié)合深基坑內(nèi)土體不同應(yīng)力路徑所做的軟土靜力試驗(yàn)、寧波福明路站軟土場地深基坑施工現(xiàn)場監(jiān)測，以及所獲得的一些有益結(jié)果，都將為研究軟土場地因施工荷載擾動引起的周圍地面沉降繼而次生的災(zāi)害，軟土土力學(xué)、軟土地區(qū)施工工后沉降等問題，并逐步完善軟土場地地下工程施工設(shè)計(jì)的技術(shù)細(xì)節(jié)，具有重要意義。 2100433B

以我國軟土場地地鐵站施工地面沉降控制為應(yīng)用背景，聚焦于深基坑開挖引起土體位移問題，立足于對施工監(jiān)測數(shù)據(jù)的充分消化，著眼于建立地表沉降曲線且研究曲線的理論模型，致力于提出控制地面沉降的可靠分析方法。首先，根據(jù)施工監(jiān)測數(shù)據(jù)建立地表沉降曲線且分析曲線的基本特征，并將曲線合理表示為數(shù)學(xué)式子，據(jù)此進(jìn)行沉降分布、最大沉降量等推斷與分析；然后，根據(jù)降水、開挖、支護(hù)等施工對曲線的影響，進(jìn)行曲線的適當(dāng)修正，并分析修正曲線的特征與主要影響因素；繼之，基于修正曲線的特征，進(jìn)一步構(gòu)建易于操作的曲線理論模型且給出參數(shù)取值方法，能夠刻畫施工中土體應(yīng)變軟化等非線性過程；最后，針對現(xiàn)場試驗(yàn)、施工實(shí)例、典型事故，采用構(gòu)建的曲線理論模型模擬關(guān)鍵施工步序?qū)Φ孛娉两档挠绊?，進(jìn)行數(shù)值模擬，據(jù)此檢驗(yàn)與修正曲線理論模型，并對我國規(guī)范方法提出改進(jìn)建議。對于追蹤國際最新進(jìn)展，逐步完善我國軟土場地地鐵站設(shè)計(jì)理論與施工技術(shù)具有重要意義。

軟土及曲線段都是隧道抗震的不利因素。本項(xiàng)目擬對軟土地區(qū)曲線隧道的震害機(jī)理開展系統(tǒng)研究，通過振動臺模型試驗(yàn)，研究軟土地區(qū)曲線隧道的地震響應(yīng)規(guī)律、破壞過程及破壞模式；采用理論分析與數(shù)值仿真相結(jié)合的方法，建立地震動非一致激勵(lì)下軟土地基-曲線隧道整體系統(tǒng)三維數(shù)值模型及高效計(jì)算方法，探求曲線隧道的地震響應(yīng)及地震波入射特征、隧道曲線特征、軟土物理參數(shù)對其地震響應(yīng)的影響規(guī)律，并以振動臺模型試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證；最終揭示軟土地區(qū)曲線隧道的震害機(jī)理。本項(xiàng)目的開展將為軟土地區(qū)曲線隧道的抗震設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，對促進(jìn)生命線工程抗震研究有重要的理論意義。 2100433B

用戶如果不能馬上根據(jù)專業(yè)知識或是觀測量數(shù)據(jù)本身的特點(diǎn)確定一種最佳模型，也可以利用曲線估計(jì)在11種不同的回歸模型中選擇建立一個(gè)簡單而又比較適合的模型。SPSS可完成表1中有關(guān)曲線擬合的功能。

在SPSS曲線估計(jì)中，首先，在不能明確究竟哪種模型更接近樣本數(shù)據(jù)時(shí)可在多種可選擇的模型中選擇幾種模型；然后，SPSS自動完成模型的參數(shù)估計(jì)，并輸出回歸方程顯著性檢驗(yàn)的F值和相伴概率p值、判定系數(shù)R²等統(tǒng)計(jì)量；最后，以判定系數(shù)為主要依據(jù)選擇其中的最優(yōu)模型，并進(jìn)行預(yù)測分析等。另外，SPSS曲線估計(jì)還可以以時(shí)間為解釋變量，實(shí)現(xiàn)時(shí)間序列的簡單回歸分析和趨勢外推分析。

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)的要求，電滲固結(jié)逐漸成為有巨大潛力的軟土固結(jié)脫水高效處理技術(shù)。本項(xiàng)目通過一維土柱電滲試驗(yàn)，分析土體物理力學(xué)、水力學(xué)、電學(xué)性質(zhì)的相關(guān)關(guān)系；研制二維物理模型試驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行電滲固結(jié)試驗(yàn)，研究電場、流場和位移場耦合效應(yīng)；建立非線性多場耦合電滲固結(jié)數(shù)學(xué)模型，開發(fā)有限元數(shù)值計(jì)算軟件，模擬電滲固結(jié)過程中的電場、滲流、孔壓變化和土體變形規(guī)律，與模型試驗(yàn)成果和現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)對比分析，深入認(rèn)識電滲固結(jié)機(jī)理，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。采用開發(fā)的有限元分析軟件，結(jié)合模型試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)成果，分析復(fù)雜邊界條件下電滲固結(jié)過程中土體物理力學(xué)參數(shù)和電場參數(shù)的變化規(guī)律，預(yù)測孔隙水壓力、土體變形和工程性質(zhì)變化過程，研究電滲固結(jié)效率的主要影響因素，提出電滲固結(jié)技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用于軟土地基處理等工程實(shí)踐，有廣泛的工程實(shí)用價(jià)值。