鏡像法的雙線淺埋盾構(gòu)隧道開挖引起的位移分析

復雜線型地鐵盾構(gòu)隧道開挖引起的地表位移預測——將地鐵隧道施工引起的地表移動視為隨機過程，應用隨機介質(zhì)理論對具有坡度的地鐵隧道地表位移公式進行了推導，并提出了曲線型地鐵隧道地表位移的修正公式。同時結(jié)合坐標變換理論，對復雜線型下的地表位移曲面進行...

用三維數(shù)值分析模型模擬了隧道盾構(gòu)開挖引起的地表沉降的發(fā)展過程,分析了地表橫向和縱向沉降的動態(tài)變化規(guī)律,得出了模擬盾構(gòu)開挖過程的數(shù)值模型,并基于peck公式對地表沉降模擬值和工程實測資料的沉降槽參數(shù)進行了對比分析．結(jié)果表明flac3d模型能有效地模擬盾構(gòu)掘進過程中的地層開挖效應和沉降規(guī)律．

為了研究開挖面支護力、地層變形規(guī)律和開挖面失穩(wěn)發(fā)展過程,利用對稱性,采用半隧道模型,進行不同支護板后退速率下的4組試驗.結(jié)果表明,支護板后退速率影響支護力和地層變形數(shù)值,而不影響其發(fā)展規(guī)律.隨著支護板位移增大,支護力快速下降到最小值,接著上升到穩(wěn)定值.相應地,開挖面失穩(wěn)發(fā)展依次經(jīng)歷局部剪切帶、閉合剪切帶、貫穿剪切帶3個階段.與理論模型的對比發(fā)現(xiàn),機動場模型處于閉合剪切帶階段,得到的支護力更接近于最小支護力;楔形體模型處于貫穿剪切帶階段,得到的支護力更接近于穩(wěn)定支護力.

盾構(gòu)隧道施工過程中支護壓力不足會引起開挖面失穩(wěn)。針對淺埋盾構(gòu)隧道,采用大比尺物理模型試驗對盾構(gòu)開挖面穩(wěn)定進行研究。試驗通過控制支護板移動速度來模擬開挖面失穩(wěn)變形過程,并對支護壓力和地表變形進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)了支護力和地表變形發(fā)展的3個階段。與此同時,采用數(shù)碼攝像技術對失穩(wěn)土體實時觀測,并利用顆粒圖像技術對圖像進行處理得到失穩(wěn)土體的位移增量場。對比發(fā)現(xiàn),位移增量場的變化規(guī)律與支護力和地表變形的3個階段相對應。

為了研究開挖面支護力、地層變形規(guī)律和開挖面失穩(wěn)發(fā)展過程,利用對稱性,采用半隧道模型,進行不同支護板后退速率下的4組試驗.結(jié)果表明,支護板后退速率影響支護力和地層變形數(shù)值,而不影響其發(fā)展規(guī)律.隨著支護板位移增大,支護力快速下降到最小值,接著上升到穩(wěn)定值.相應地,開挖面失穩(wěn)發(fā)展依次經(jīng)歷局部剪切帶、閉合剪切帶、貫穿剪切帶3個階段.與理論模型的對比發(fā)現(xiàn),機動場模型處于閉合剪切帶階段,得到的支護力更接近于最小支護力;楔形體模型處于貫穿剪切帶階段,得到的支護力更接近于穩(wěn)定支護力.

經(jīng)與離心試驗結(jié)果對比分析,驗證了應用數(shù)值模擬研究盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響是可靠的。通過采用mohr-coulomb彈塑性屈服準則,建立三維有限元數(shù)值模型,研究軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明,開挖導致群樁中前排樁變形及內(nèi)力均大于后排樁,且同排樁水平位移、彎矩和軸力沿樁身分布幾乎重合;與同位置單樁相比,群樁中各樁水平位移稍大,而沉降則更小;前排樁最大彎矩與同位置單樁相差不大,而后排樁最大彎矩稍大于同位置單樁,前、后排樁最大軸力均大于同位置單樁。

超大直徑泥水盾構(gòu)隧道開挖系統(tǒng)的設計——南京長江隧道的水文地質(zhì)條件復雜，超大型盾構(gòu)開挖直徑大，隧道不僅穿越長距離的粉細砂層，同時還穿越鵝卵石層。說明盾構(gòu)開挖系統(tǒng)（尤其是刀盤）設計是盾構(gòu)對工程適應性的充分體現(xiàn)，針對工程難點，從刀盤設計形式、刀具配...

南京長江隧道的水文地質(zhì)條件復雜,超大型盾構(gòu)開挖直徑大,隧道不僅穿越長距離的粉細砂層,同時還穿越鵝卵石層。說明盾構(gòu)開挖系統(tǒng)(尤其是刀盤)設計是盾構(gòu)對工程適應性的充分體現(xiàn),針對工程難點,從刀盤設計形式、刀具配置、開挖倉設計等幾個方面,闡述南京長江隧道盾構(gòu)開挖系統(tǒng)的設計特點。

盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響數(shù)值分析——經(jīng)與離心試驗結(jié)果對比分析，驗證了應用數(shù)值模擬研究盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響是可靠的。通過采用mohr—coulomb彈塑性屈服準則，建立三維有限元數(shù)值模型，研究軟土地區(qū)盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基的影響規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果...

盾構(gòu)隧道開挖對既有建筑物沉降分析

因隧道開挖導致地面過度沉降而誘發(fā)的事故時有發(fā)生,目前國內(nèi)外對此類問題的計算理論尚有待進一步研究?；诔两挡蹖挾认禂?shù)計算方法,提出了隧道開挖引起的分層土結(jié)構(gòu)地面沉降量peck改進算法。以錢塘江隧道工程為例,對比分析了peck法、peck改進法和有限差分法等計算的地表沉降量。研究表明：改進的peck法和數(shù)值模擬結(jié)果吻合度較高,尤其當?shù)貙訐p失率為0.7%時,兩方法計算的沉降曲線接近,且最大沉降量均約24mm;改進的peck法計算的沉降槽最窄,其次為有限差分法,而peck法計算的沉降槽寬度最大。

為探索地鐵穿越地裂縫時隧道圍巖與襯砌結(jié)構(gòu)的變形和應力變化規(guī)律,本文以實際工程為基礎,通過合理簡化土層,采用理想彈塑性模型,通過控制生死單元的方法對盾構(gòu)隧道進行分步開挖數(shù)值模擬。獲得施工過程中圍巖與襯砌的位移與應力。結(jié)果表明,地裂縫是隧道開挖時最危險的部位,對隧道的破壞起決定性作用。在裂縫處圍巖洞室沉降出現(xiàn)了較大變化,易造成隧道的坍塌;在地裂縫處隧道兩側(cè)圍巖與管片襯砌兩側(cè)均形成了應力集中,易使隧道洞室側(cè)壁與管片襯砌發(fā)生剪切破壞。最后提出了保證地裂縫處圍巖穩(wěn)定性的處理方法,為同類工程提供參考。

盾構(gòu)隧道穿越溶洞密布的復雜環(huán)境時,不可避免的引起巖溶開挖區(qū)應力場突變,嚴重時造成溶洞坍塌、隧道突水突泥等工程災害.采用有限元模擬方法,基于巖層破壞機理,分別針對溶洞數(shù)量不同及排列方式不同這兩種重要因素,從隧道開挖引起的位移場、應力場和塑性區(qū)域三個方面分析巖溶隧道開挖所引起的圍巖變化規(guī)律.結(jié)果表明:溶洞的存在使得隧道圍巖最大主應力顯著提高,圍巖豎向位移隨溶洞個數(shù)增加而增大,圍巖周圍土體的應力場、位移場、塑性區(qū)域均隨著洞-隧之間不同的排列方式而呈現(xiàn)不同的變化規(guī)律.分析結(jié)果可為巖溶地區(qū)盾構(gòu)隧道設計、施工以及運營提供理論及工程指導.

為探索地鐵穿越地裂縫時隧道圍巖與襯砌結(jié)構(gòu)的變形和應力變化規(guī)律,本文以實際工程為基礎,通過合理簡化土層,采用理想彈塑性模型,通過控制生死單元的方法對盾構(gòu)隧道進行分步開挖數(shù)值模擬。獲得施工過程中圍巖與襯砌的位移與應力。結(jié)果表明,地裂縫是隧道開挖時最危險的部位,對隧道的破壞起決定性作用。在裂縫處圍巖洞室沉降出現(xiàn)了較大變化,易造成隧道的坍塌;在地裂縫處隧道兩側(cè)圍巖與管片襯砌兩側(cè)均形成了應力集中,易使隧道洞室側(cè)壁與管片襯砌發(fā)生剪切破壞。最后提出了保證地裂縫處圍巖穩(wěn)定性的處理方法,為同類工程提供參考。

軟土地鐵隧道中盾構(gòu)法施工導致地表土體產(chǎn)生沉降最主要的原因是盾構(gòu)開挖過程中引起的地層損失,編制程序計算盾構(gòu)推進后地表土體沉降的分布規(guī)律,預測軟土地層中盾構(gòu)法開挖引起的地表沉降.希望能為進一步優(yōu)化設計和合理施工及周圍環(huán)境保護提供理論依據(jù).

盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基影響研究——通過采用mohr—coulomb彈塑性屈服準則，建立三維有限元數(shù)值模型，系統(tǒng)研究盾構(gòu)隧道開挖引起的鄰近單樁工作性狀的變化規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明，當隧道在距樁軸線0.5倍隧道直徑的范圍內(nèi)推進時，鄰近單樁水平位移、彎矩、軸力的...

通過采用mohr-coulomb彈塑性屈服準則,建立三維有限元數(shù)值模型,系統(tǒng)研究盾構(gòu)隧道開挖引起的鄰近單樁工作性狀的變化規(guī)律。數(shù)值模擬結(jié)果表明,當隧道在距樁軸線0.5倍隧道直徑的范圍內(nèi)推進時,鄰近單樁水平位移、彎矩、軸力的變化最為明顯;當樁端位于隧道拱底深度上方時,盾構(gòu)隧道開挖對鄰近單樁變形影響較大,而當樁端超過隧道拱底深度時,鄰近單樁內(nèi)力受開挖影響較大。

現(xiàn)有的盾構(gòu)隧道開挖模擬,都是將掌子面上的土艙壓力設定為定值。事實上,隧道掌子面上的土艙壓力時刻在變。結(jié)合北京軌道交通l8盾構(gòu)隧道開挖的工程實例,基于box-muller方法,將均勻分布隨機數(shù)變換為正態(tài)分布隨機數(shù),并將其作為波動的土艙壓力施加在數(shù)值模型上,以分析波動的土艙壓力對盾構(gòu)施工引起地表沉降的影響。

針對盾構(gòu)隧道開挖對鄰近樁基礎的影響這一城市地下交通隧道建設中的難題,首先對盾構(gòu)隧道開挖的三維數(shù)值模擬方法進行了探討,此基礎上分析了當隧道與鄰近單樁基礎之間相對位置不同時,隧道開挖對樁的影響及其規(guī)律,并與已有的現(xiàn)場監(jiān)測及模型實驗結(jié)果進行了對比,對其機理進行了探討.研究表明:樁的端承力和側(cè)摩阻力的變化趨勢和隧道位置密切相關;當隧道位于樁正下方時,樁端承力持續(xù)減小,側(cè)摩阻力增大,較小的地層損失就能導致樁端承力喪失;當隧道位于樁旁側(cè)一定水平凈距離(約半倍隧道直徑)外時,隧道開挖將導致樁端承力不斷增大,側(cè)摩阻力減小,甚至產(chǎn)生負摩阻力;當隧道位于樁側(cè)中部深度時,還將引起較大的樁身彎矩;隨著隧道與樁之間水平距離的增加,隧道開挖帶來的影響也迅速降低.

采用crd法,對淺埋偏壓公路隧道在不同開挖順序下進行施工力學數(shù)值模擬。分析不同開挖順序時的圍巖位移、應力、初期支護的內(nèi)力,并進行比較。數(shù)值結(jié)果表明:隧道開挖按照外側(cè)上部-內(nèi)側(cè)上部-外側(cè)下部-內(nèi)測下部的順序進行時,開挖過程應力、位移較小。邊墻與仰拱交界處和拱頂均是施工中應重點關注的部位。

文章以某在建隧道下穿既有運營地鐵隧道成渝客專為工程依托，采用數(shù)值計算，以強度折減法為計算手段，以安全系數(shù)作為穩(wěn)定性判斷的依據(jù)，對近接運營地鐵隧道的盾構(gòu)隧道開挖穩(wěn)定性進行了分析。

本文根據(jù)隧道掘進過程中地層損失的分布規(guī)律，運用鏡像法原理，通過數(shù)值積分法，對由地層損失引起的土體移進行了分析，并結(jié)合工程實例對土體位移變化情況進行了計算分析。本文首先分析了鏡像法的推導原理，并對隧道掘進過程中的土層損失與土體位移進行了分析，結(jié)果顯示，鏡像法計算得到的位移值與實測值基本吻合，鏡像法為隧道施工土體位移的計算提供新方法。