摘要：港珠澳大桥和深中通道工程中跨越深水航道部分均采用了沉管隧道的通过方式,传统理论分析往往将地基简化为多个互不联系的弹簧,忽略了土体的连续性,模型简单、参数少。考虑潮汐荷载影响,将沉管隧道管节等效为置于Vlasov双参数地基上的Timoshenko梁,以此推导了其竖向变形计算公式,并与Winkler地基上的Timoshenko梁计算模型进行对比分析以验证所提出的计算方法的合理性。以甬江沉管隧道工程为例,分析潮汐荷载影响下的沉管隧道管节接头竖向位移,将两种模型的理论计算结果与实测结果进行对比分析。研究结果表明,基于Vlasov双参数地基上的Timoshenko梁假设的简化模型能更好地描述沉管隧道管节接头竖向位移特征,与实测数据更吻合。该研究结果对沉管隧道的设计计算具有一定指导意义。

摘要：当下跨海集群工程建设过程中绝大部分均采用了沉管隧道的通过方式,如港珠澳大桥和深中通道工程等,随着陆续完成,运维期的长期沉降规律逐步成为研究重点。在对管节接头沉降计算中,多采用Winkler地基上的Euler梁模型,而忽略了柔性管节的剪切变形和地基土体的连续性,没有考虑管-土相互作用引起的沉管位移,与实际结果偏差较大。考虑沉管隧道运维期受到长期回淤清淤荷载的影响,基于柔性沉管隧道的受力变形特征,将沉管隧道管节等效为置于Vlasov双参数地基上的Timoshenko梁,考虑了地基土体的连续性,强化了土体的刚度,同时考虑了管节截面的弯曲变形和剪切变形,即将管节变形视为位错变形模式,并以此推导了其竖向变形计算公式,与Winkler地基上的Euler梁模型和Timoshenko梁模型进行比较,以验证所提出的计算方法的合理性。以甬江沉管隧道工程为例,分析在运维期回淤荷载影响下的沉管隧道管节接头竖向位移规律,将基于上述模型的理论计算结果与实测结果对比分析表明:提出的基于Vlasov双参数地基的Timoshenko梁模型更为合理,计算结果与实测数据更吻合。回淤荷载引起的管节接头沉降伴随时间呈指数型变化,在早期阶段沉降发展快,在中后期以半年为周期呈阶梯性下沉,清淤频次影响沉降大小,一年两次清淤引起的管节-接头沉降最小,研究结果对沉管隧道管节-接头的设计计算和运营管理具有一定指导意义。

摘要：近年来,在越江跨海领域,沉管隧道得到广泛应用,传统理论分析往往关注其纵向受弯特征,忽略了沉管隧道的抗剪特征。为研究潮汐荷载影响下的管节位移,通过三角函数模拟潮汐荷载形式,计算土层非线性固结沉降,并由此反算随时间变化的等效压缩基床参数。建立管节-地基计算模型,将沉管隧道等效为置于Winkler地基上的Timoshenko梁,进行挠度计算理论推导。与以往置于Winkler地基上的Euler梁计算模型进行比对分析,以验证改善的管节-地基计算模型的合理性。依托甬江沉管隧道,计算潮汐荷载影响下的管节-接头竖向位移,将2种理论模型的计算结果与实测数据进行对比。研究结果表明:Euler梁模型和Timoshenko梁模型最大年浮动量分别为4.3 mm和6.6 mm,基于Winkler地基上的Timoshenko梁模型的理论计算数值整体上大于置于Winkler地基上的Euler梁模型的理论计算数值,在管节沉降的前期和中期模拟效果最好,与实测数据更为吻合,从变化趋势上看,管节-接头位移波动程度小而历时长,与实测数据变化趋势相近。表明本文改善的管节-地基计算模型方法合理,同时考虑了管节接头的弯曲变形和剪切变形,更能反映沉管隧道结构受力特征和沉降变形特点,研究结果对沉管隧道的设计计算具有一定指导意义。

摘要：沉管隧道纵向软弱土层往往分布不均匀,并且软土地基的性状随时间变化,当前修建的港珠澳沉管隧道为通过接头连接的半刚性节段,接头作为管体中最薄弱的部分,易发生较大差异沉降。考虑到沉管隧道受力变形受到随时间变化的软土地基性状的影响,将管节简化为Timoshenko梁模型,将土层简化为Kerrr地基模型,考虑地基刚度随时间的变化及接头的受力,推导出不同边界条件影响下隧道的受力与变形方程,进一步分析沉管隧道的管节差异沉降。以港珠澳沉管隧道工程为例,计算建设期全回淤工况下的沉管隧道节段-接头竖向位移,通过与实测数据对比,经分析表明:1)建设期的接头传递前后节段间的竖向差异沉降和转角差;2)本文理论模型的计算沉降和实测沉降变化趋势相近,基于理论模型的计算沉降值大约为地基沉降值的5/6;3)不考虑节段接头影响时,当等效弯曲刚度折减系数取1/7,等效剪切刚度折减系数取1/14,得到的隧道纵向变形基本等价于考虑接头影响的管节节段变形;4)对于长大沉管隧道,柔性边界模型计算沉降值伴随边界−转角刚度的增大而减小。因此,基于Kerr地基Timoshenko梁假设的简化模型能更好地描述沉管隧道节段−接头竖向位移特征。研究结果对沉管隧道的设计计算及施工过程控制具有一定的指导意义。

摘要：沉管隧道接头是穿越变化地层的沉管隧道抗震设计的关键。介绍了穿越变化地层的沉管隧道接头地震响应的理论分析模型。分析模型包含两个柔性接头和3个管节单元,利用Pasternak双参数地基模型模拟下卧地层,利用Euler-Bernoulli梁模型模拟沉管隧道管节,考虑了穿越变化地层的沉管隧道接头的力和变形传递,立足于两端连接人工岛的沉管隧道类型,以自由边界模拟结构两端连接方式。基于矩阵传递原理,建立了考虑行波效应的沉管隧道接头的地震响应解析解。利用有限元模拟结果验证了解析解的可靠性。发现使用柔性接头可以明显减小变化地层界面的剪力和弯矩,自由边界条件下,接头剪切刚度主要影响接头剪力,接头弯曲刚度主要影响接头弯矩。当沉管隧道接头的受力呈现同向最大值时,对应的地震波相位角并不一致。地震波垂直入射时,接头受力最小。

摘要：针对大型露天矿边坡工程,分析了边坡现状及滑坡机理;通过构建边坡三维计算模型,采用强度折减法和极限平衡方法进行了边坡稳定性分析和评价,并优化了边坡台阶高度和坡角设计参数。结果表明:工作帮坡顶砂土位移较大,所得稳定系数为1.4,表明边坡整体保持稳定,但是上部3个台阶局部可能发生圆弧型滑坡或崩塌;非工作帮滑坡结构面类型为坡脚高岭土层,位移较大,加之地表重物堆载加剧滑动趋势,所得稳定系数为0.9,边坡发生圆弧-顺层滑坡,与现场发生的滑坡现象一致。边坡开挖时,泥岩、砂土和黏性土台阶高度建议低于6 m,粉砂岩台阶高度可达10 m。当开挖边坡角为23°时,安全系数在1.3~1.5之间,可以满足规范要求。