地鐵隧道單個圓形溶洞地基漸進性破壞模型試驗研究

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為了預測圓形隧道施工引起地表以下不同埋深地層沉降特征,首先,通過理論推導不同地層最大沉降位移與沉降槽寬度系數(shù)的函數(shù)關系;然后,建立包括試驗臺架、地層模型、圓形隧道開挖模型以及測量地層變形裝置的平面應變模型試驗系統(tǒng)。通過理論解析和模型試驗可知:1)地表以下地層的最大沉降位移與沉降槽寬度系數(shù)成反比;2)不同深度地層的沉降位移隨著地層埋深的增加而增大,且地表以下地層沉降槽曲線仍然符合正態(tài)分布;3)通過對模型試驗數(shù)據(jù)進行回歸分析,得到黏土地表以下不同深度地層沉降槽寬度系數(shù)的計算公式,從而為預測圓形隧道施工地表以下不同深度地層豎向位移提供了一種可靠的計算方法。

邊坡變形破壞離心機模型試驗研究——邊坡變形破壞離心機模型試驗研究

西安地裂縫是一種特殊的城市地質(zhì)災害,地鐵隧道穿越地裂縫帶時必須分段設特殊變形縫。以西安地鐵隧道正交穿越地裂縫帶為工程背景,采用幾何比1:5的大比例尺模型試驗,研究分段設縫柔性接頭隧道穿越地裂縫帶的適應性。試驗結(jié)果表明:地裂縫活動環(huán)境下隧道設置特殊變形縫的柔性接頭避免了襯砌結(jié)構(gòu)應力集中,對結(jié)構(gòu)起到保護作用,分段柔性接頭隧道具有較強的適應地裂縫大變形的能力。設置與地裂縫傾角一致的斜變形縫對圍巖壓力與位移有一定影響,而對襯砌結(jié)構(gòu)安全性影響較小。正交條件下斜變形縫能消耗20%以上的地裂縫位移量,在地裂縫影響區(qū)隧道可通過多段設變形縫串聯(lián)的方式最大限度地消除地裂縫大變形對隧道的影響。接頭處頂?shù)撞恐顾畮Щ就旰?而兩側(cè)止水帶因地裂縫垂直位移作用出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象,防水設計應重點考慮接頭兩側(cè)壁的防水。研究結(jié)果可為地裂縫活動環(huán)境下地鐵隧道結(jié)構(gòu)與防水設計提供重要參考。

為糾正土建偏差,消除侵限,調(diào)線調(diào)坡是地鐵隧道主體結(jié)構(gòu)完成后,鋪軌之前的一項十分必要的工作。首先要進行斷面測量、建筑限界檢查,然后通過調(diào)整設計線位和坡度,減小隧道侵限值,滿足限界要求。以圓形隧道為例,介紹調(diào)線調(diào)坡設計的全過程,并總結(jié)調(diào)線調(diào)坡的方法和設計要點。

文章以深圳地鐵7號線盾構(gòu)小凈距隧道為依托,開展了凈距小于1倍洞徑小凈距隧道凈距影響模型試驗,分析了凈距變化時新建隧道對既有隧道的影響規(guī)律,可為盾構(gòu)小凈距隧道施工提供一定參考。

通過剛性樁復合地基群樁(樁數(shù)3×3)模型試驗,對不同墊層厚度剛性樁復合地基的變形特性、不同樁位樁體和樁間土的受力特性進行測試,并對樁土應力比和荷載分擔比等反映樁土共同工作性能的指標進行分析,得出了剛性樁復合地基的承載特性和變形規(guī)律。結(jié)論可為剛性樁復合地基的優(yōu)化設計提供依據(jù)。

地鐵隧道發(fā)生的過量不均勻縱向沉降對隧道結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形、接頭防水、以及隧道正常運營的影響不容忽視。離心模型試驗是一種被廣泛采用的土工試驗方法,通過離心試驗對某地鐵越江隧道的地基沉降進行模擬,并對結(jié)果進行分析,得出幾點結(jié)論和建議,以期能對地鐵隧道沉降的預估提供一點參考依據(jù)。

采用相似材料模型試驗方法,對軟巖隧道在以豎直地應力為主和水平地應力為主兩種情況下圍巖壓力分布規(guī)律進行了研究.研究結(jié)果表明,隧道圍巖應力升高區(qū)在隧道周圍1倍洞徑之內(nèi),應力集中系數(shù)約為1.2~1.5.因圍巖應力重分布而出現(xiàn)塑性區(qū),高應力向深部轉(zhuǎn)移.隧道施作襯砌后,隨著洞周圍巖應力進一步釋放,塑性區(qū)繼續(xù)擴張,應力升高區(qū)也進一步向圍巖深部發(fā)展,洞周的應力集中現(xiàn)象有所減小.隧道邊墻中部、拱肩、拱頂是比較關鍵的部位,應加強支護.

滑坡變形破壞機理和整治工程的模型試驗研究——為分析某滑坡的變形破壞機理以及整治效果，選取了不同的模型材料來模擬相應的巖類，以相似比1：200建立了滑坡的模型。通過地質(zhì)力學模型試驗，模擬并研究了不同工況下滑坡體位移、抗滑樁和錨桿的受力狀態(tài)隨試驗步...

基于模型試驗的均質(zhì)邊坡破壞機理研究——為研究均質(zhì)邊坡產(chǎn)生滑移破壞的誘發(fā)因素，在典型邊坡預應力錨固效果模型試驗的準備試驗中，采用相似材料，進行了3組對比試驗：邊坡墊層厚度取坡高1/3和無墊層；邊坡坡高為定值時，1級邊坡和5級邊坡；旋轉(zhuǎn)后坡面加載、坡頂...

以新疆伊犁一礦為工程背景,通過相似模擬試驗研究了厚礫石層斜井圍巖破壞機理,分析了圍巖壓力和位移變化規(guī)律.研究表明,在斜井開挖過程中,井筒圍巖塌方破壞從拱頂開始,并逐漸向上發(fā)展;無水礫石層井筒圍巖從淺到深,隨著壓力差的增大,對應部位圍巖失穩(wěn)的可能性也越大;井筒開挖過程中,圍巖應力總體呈下降趨勢變化,圍巖破壞過程中,拱頂和兩幫垂直、水平應力均呈減小趨勢變化;拱頂圍巖位移變化量大于側(cè)幫位移量,底板位移量最小.研究結(jié)果為優(yōu)化支護方式提供了實驗依據(jù).

采用室內(nèi)相似模型試驗方法對廣州地鐵沿線巖溶地質(zhì)進行了試驗模擬,研究不同位置、不同大小的溶洞和土洞對隧道襯砌結(jié)構(gòu)特定點應變和襯砌結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及隧道周圍土壓力三者產(chǎn)生的影響。研究結(jié)果表明:襯砌結(jié)構(gòu)正下方的巖洞會減小襯砌周圍的土壓力,也會減小襯砌結(jié)構(gòu)上各特定點的應變;襯砌結(jié)構(gòu)右側(cè)的土洞會大大減小襯砌結(jié)構(gòu)的強度。

地鐵區(qū)間隧道事故通風系統(tǒng)模型試驗的研究——介紹了配置噴口的地鐵區(qū)間隧道事故通風系統(tǒng)模型試驗方案，詳細說明了該試驗系統(tǒng)的設計，試驗方案的制訂。對不同類型噴口的通風系統(tǒng)性能進行了試驗，提出在相同的風量和風壓下，橢圓噴口的通風功能和防災能力最強，...

以西安地鐵二號線穿越地裂縫的區(qū)間隧道為對象,通過幾何相似比尺50:1的物理模型試驗,開展了地裂縫活動條件下地鐵隧道騎縫(變形縫與地裂縫一致)正交穿越地裂縫時襯砌結(jié)構(gòu)與圍巖相互作用機制的試驗研究。結(jié)果表明,在地裂縫發(fā)生各級錯動位移條件下,不同圍巖應力場的圍巖土壓力、襯砌結(jié)構(gòu)應力及其不均勻沉降位移變化規(guī)律相似;上下盤內(nèi)的襯砌結(jié)構(gòu)之間具有明顯的錯斷位移,下盤內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)的沉降量越小,上盤內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)的沉降量越大,均呈漸變趨勢;上盤內(nèi)襯砌結(jié)構(gòu)應力、圍巖土壓力隨地裂縫錯動位移的增加而減小,下盤襯砌結(jié)構(gòu)應力和圍巖土壓力隨地裂縫錯動位移的增加而增大,圍巖土壓力和襯砌結(jié)構(gòu)應力的增量峰值均發(fā)生在地裂縫附近。模型試驗研究研究結(jié)果對于分析地裂縫活動區(qū)間地鐵隧道工程的運營及維護具有重要的理論與實際意義。

天然地基與加固地基條件下拱壩模型破壞試驗研究——位于云南瀾滄江上的小灣水電站拱壩為目前世界同類型壩中最高的一座。壩址具備修建高拱壩的優(yōu)越地形條件，但其地質(zhì)條件復雜，左右壩肩抗力體內(nèi)存在部分地質(zhì)缺陷，直接影響到拱壩與地基系統(tǒng)的正常運行和整體穩(wěn)定...

以新疆伊犁一礦為工程背景,設計了物理模型試驗,建立了滲水條件下厚礫石層斜井圍巖破壞機理模型試驗方法.實現(xiàn)了漸進加載作用下滲流狀態(tài)時井筒圍巖塌方破壞過程的試驗模擬,并結(jié)合模型試驗結(jié)果對滲流狀態(tài)下井筒圍巖破壞過程及破壞過程中圍巖應力和圍巖位移變化規(guī)律進行了分析.研究結(jié)果表明,滲流條件下,非耦合支護厚礫石層巷道頂板離層現(xiàn)象明顯,圍巖頂板下沉量大于兩幫圍巖位移量,支架上承受的荷載明顯增加;同時由于圍巖的自承力明顯減少,強度明顯較低,支架受力就會變得很大,支架容易失穩(wěn);不同級滲流條件下,漸進加載時頂板土壓力變化最為明顯也最大,兩幫的土壓力次之.

以洪酉路6號棚洞為研究對象,建立模型進行試驗。通過模擬不同邊坡坡率和不同回填體材料的相互組合情況來監(jiān)測棚洞結(jié)構(gòu)的內(nèi)力變化及其對邊坡的支撐作用,用量測儀器監(jiān)控棚洞結(jié)構(gòu)主要受力部位的變化。模擬分析公路隧道中棚洞結(jié)構(gòu)、邊坡圍巖和回填體3者之間的影響關系,從而指出在由棚洞結(jié)構(gòu)、邊坡圍巖和回填體組成的系統(tǒng)中,并非所有坡率相同和回填材料相同的情況下,棚洞結(jié)構(gòu)受力巖質(zhì)邊坡都優(yōu)于土質(zhì)邊坡;還指出了棚洞施工回填體材料和邊坡坡率變化組合的優(yōu)化方案,對出現(xiàn)高邊坡時的棚洞設計和施工具有很好的參考價值和指導意義。

飽和砂性土非線性蠕變模型試驗研究——采用單向壓縮試驗研究了常州不同含水層飽和砂性土的蠕變特性。試驗結(jié)果表明，飽和砂性土的變形既與應力有關，也與時間有關。在一定應力作用下，其變形隨時間的增加而增加，經(jīng)過一段時間后才能達到穩(wěn)定，應變與應力、時間都...

為了探究不同形式的樁網(wǎng)復合地基加固軟土的效果,設計了3組復合地基進行室內(nèi)模型試驗。第1組為pvc管材加固軟土地基,第2組為樁承式復合地基,第3組為pvc管材與砂樁復合地基。在模型箱鋼板內(nèi)側(cè)壁涂上黃油,并覆以塑料薄膜來減小邊界效應;在pvc管材和土工編織網(wǎng)(格柵)上粘貼應變片,來測試pvc樁體應力及加筋拉力;在樁間土、砂樁頂部安裝土壓力盒,在路面的中心、路肩處安裝百分表來測定相應的變形。試驗結(jié)果表明:1)對于路面、路肩的沉降及二者的差異沉降,第3組沉降值最大,第2組沉降值最小;2)pvc樁與土應力比中,第2組應力比與其它2組比較則大得多;3)格柵應變變化規(guī)律較紊亂,在相應測點的格柵應變則是第2組最大。3組試驗的結(jié)果說明在軟土路段,在條件允許時,宜采用樁承式路堤來加固,加固效果更好。

膨脹土地基浸水膨脹變形模型試驗研究——通過10m×2．5m×4．1m(長寬高)的大型模型試驗，研究了深層浸水條件下膨脹土地基膨脹變形和含水率變化規(guī)律，進行了含水率、表面隆起、深層隆起等測試。試驗結(jié)果表明，土體干密度和上覆荷載對膨脹變形和含水率變化影...

剛性樁復合地基的邊緣區(qū)域存在著邊樁效應,這與剛性樁復合地基的失穩(wěn)破壞存在著直接聯(lián)系,對復合地基的承載能力和工作性狀具有重要的影響.基于模型試驗,通過對樁體軸力、樁側(cè)摩阻力和樁土應力的分析,對剛性樁復合地基的邊樁效應進行了系統(tǒng)的研究.研究表明:樁身最大軸力點位置大約在1/3樁長處,也與樁側(cè)摩阻力中性點的位置基本相同；在相同荷載作用下,內(nèi)樁分擔的軸力比邊樁大,且受力比較均勻；樁土應力的分布規(guī)律驗證了剛性樁復合地基中土拱效應的產(chǎn)生,且內(nèi)樁的樁土應力比大于邊樁,體現(xiàn)了內(nèi)樁相對于邊樁在荷載傳遞中發(fā)揮了更為明顯的分擔作用.研究結(jié)果對于具體的工程應用具有一定的指導意義.