軟土地區(qū)組合地層深基坑降水沉降機理研究

內(nèi)容簡介

本書共分為七章，內(nèi)容包括：緒論、軟土地區(qū)分層沉降特征研究、粉質黏土滲透特性試驗、單層土反復抽灌正交三軸試驗、水位變動模式單向壓縮蠕變試驗、深基坑降水沉降分析與隔降灌控沉方法、結論與進一步研究方向。 2100433B

隨著地下開挖工程導致的災難事故越來越多，開挖引起的地層位移與變形研究顯得非常重要，目前的研究基本上都沒有考慮地表建筑群的存在對于地表位移的影響，而且缺少對地層移動災變發(fā)生機理和演化規(guī)律的深入認識?；谏鲜銮闆r，本項目進行了如下工作：(1) 根據(jù)長沙市地鐵開挖的實際觀測數(shù)據(jù)，采用回歸分析法引入兩個修正系數(shù),即地表最大沉降修正系數(shù)和沉降槽寬度修正系數(shù)，根據(jù)地質情況、地鐵埋深等因素對Peck公式進行了修正，并推導出了適用于地下開挖地表最大沉降修正系數(shù)和沉降槽寬度修正系數(shù)，得出了適用于相同地質情況地區(qū)地鐵開挖的Peck公式。工程實踐表明，修正的Peck公式對地下開挖施工地表沉降預測具有工程指導意義。(2) 通過對六種預測長期沉降的曲線進行了擬合，分別確定了各個曲線的相關參數(shù)，并將現(xiàn)場實測值與預測值進行了比較分析。研究表明，雙曲線預測模型的誤差較小，雙曲線預測模型的預測值是偏于保守的，它預測所得到的最大沉降量要大于其它所有模型預測值，這正好給工程應用留下了安全儲備，對于設計、施工都更加安全可靠。通過雙曲線模型對地下工程的長期沉降值進行了預測，為其后期投入運營提供了參考依據(jù)。(3) 基于動力模型相似理論，設計了一個尺寸為1:10的偏壓隧道模型進行大型振動臺試驗，研究模型分別在大瑞人工波、Kobe波和汶川波水平豎向雙向激振條件下偏壓隧道的加速度、動應變和圍巖壓力的動力響應特性。研究表明，襯砌水平方向加速度動力響應受地震波的類型和加速幅值的影響不大，主要與測點位置關；襯砌豎向加速度動力響應與地震波類型、加速度幅值大小和測點位置有關，對激振峰值有明顯的放大效應。(4) 對隧道穿越重點建筑物進行方案的優(yōu)化設計，通過理論及現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)的分析，建立了大斷面隨道施工對圍巖地層及周邊建筑物結構的變位過程控制標準。在此基礎上，建立城市隧道施工對建筑物的安全影響的監(jiān)測系統(tǒng)，基于動態(tài)控制理論并結合長沙地鐵望梅區(qū)間段實際工程應用研究，提出了地層及建筑物變位過程控制的方法和技術措施。(5) 采用數(shù)值分析方法對周邊建筑結構的響應規(guī)律及其影響因素進行了分析，提出了周邊建筑物的安全性控制指標及方法，在原有的建筑物沉降控制標準的基礎上，將建筑物裂縫的寬度加入作為衡量建筑物控制的一項指標。 2100433B

隨著地下開挖工程導致的災難事故越來越多，開挖引起的地層位移與變形研究顯得非常重要，目前的研究基本上都沒有考慮地表建筑群的存在對于地表位移的影響，而且缺少對地層移動災變發(fā)生機理和演化規(guī)律的深入認識。本項目采用模型試驗、現(xiàn)場監(jiān)測與數(shù)值模擬等手段，基于非線性動力學理論以及變位分配原理對地下洞室-地層-建筑物的相互作用關系以及建筑物安全控制進行系統(tǒng)研究。重點分析地下開挖引起的地層變形與傳播規(guī)律，建立不同地層受開挖影響的沉降模式，揭示地下洞室周邊建筑物對地層變形演化過程的影響規(guī)律?？紤]周邊建筑與地層變形的結構特點和時空效應，研究建筑群的地表位移控制技術，提出基于建筑物安全的地下洞室合理埋深優(yōu)化方法。從典型安全事故和重大災變的發(fā)生機理入手，分析影響地下開挖周邊建筑物安全的主要誘發(fā)因素，建立建筑物安全風險辨識模式和分析模型。研究成果可以為地下開挖工程提供理論指導，具有重要的理論意義和廣闊的應用前景。

地面沉降現(xiàn)象是人們不斷加大對地下資源開發(fā)而產(chǎn)生的環(huán)境地質問題，過量抽取地下水是造成地面沉降的主要原因。但是，近年來隨著軟土地區(qū)城市化進程的加快，工程建設已成為這些地區(qū)地面沉降的制約因素，密集建筑群引起的地面沉降效應尤為明顯。本課題以上海軟土地區(qū)為研究背景，針對軟土地區(qū)密集建筑群工程環(huán)境效應引起地面沉降的機理、發(fā)展規(guī)律展開研究，探討土體微觀結構變形與地面沉降之間的量化關系，探討密集建筑群的不同建筑間距、建筑容積率與地面沉降之間的內(nèi)在聯(lián)系，建立三維粘彈塑性及滲流－應力耦合地面沉降數(shù)學模型。通過野外監(jiān)測與室內(nèi)試驗相結合、宏觀研究與微觀研究相結合、機理研究和數(shù)學模型研究相結合，從實踐和理論的角度深層次地探討工程環(huán)境效應引起地面沉降的產(chǎn)生和發(fā)展過程，提出控制工程性地面沉降的合理方法,預測可能發(fā)生的地面沉降量。研究成果必將為軟土地區(qū)由于密集建筑群工程環(huán)境效應引起的地面沉降預防和有效控制提供科學依據(jù)。 2100433B