摘要：在衬砌管片拼装过程中难免出现环端面不平整(或环缝间垫片局部脱空)的情形,进而在顶推力作用下管片容易产生局部开裂破损,严重时甚至危及衬砌结构安全。鉴于此,以衬砌管片抗剪原型试验为基础,在ABAQUS数值分析平台上建立P2型标准块管片的精细化模型,管片上部设置千斤顶靴板,底部设置垫片并使右侧垫片脱空。在靴板上逐级施加均布荷载,以分析局部脱空情况下衬砌管片在逐级顶推力作用下的力学响应,探讨环端面不平整条件下衬砌管片的裂缝发展过程及抗剪承载特性。数值模拟结果表明:顶推力加载至850 kN,管片脱空端竖向位移达到2 mm,管片内弧面上部出现第1道裂缝,内置钢筋仍处于弹性阶段;加载至1120 kN,脱空端竖向位移达到6 mm,内弧面上出现2道新裂缝,同时第1道裂缝进一步扩展形成内外贯穿性裂缝,即管片裂缝发展过程大致为内弧面→上环端面→外弧面,且裂缝附近上层纵向钢筋达到屈服强度;考虑到内外贯穿裂缝给衬砌管片带来较大渗漏水隐患,认为P2型标准块管片的抗剪承载力(即屈服荷载)约为1120 kN。将数值模拟结果与原型试验结果进行对比,二者所得管片裂缝分布与扩展规律大致一致,抗剪承载力基本相符,验证了数值模拟结果的可靠性。研究成果可为盾构隧道的衬砌设计与掘进施工提供参考依据。

摘要：以闽江中细砂层为对象,开展三因素三水平正交设计的小型振动台试验,定性探讨闽江砂土液化特性;同时基于Finn模型,在FLAC3D数值平台上对典型试验过程开展动力时程数值模拟。结果表明:Finn模型可有效模拟地震动作用下饱和砂土孔压的增长与有效应力的降低,能较为准确地反映饱和砂土的液化效应,Finn模型中的关键参数C_(1)、C_(2)对计算结果影响显著。以超孔压比峰值及超孔压比稳定值为指标,通过大量数值模拟结果与试验结果的对比,对上述关键参数进行标定,建议闽江饱和砂土液化Finn模型的关键参数取值为C_(1)=1.30、C_(2)=0.31。饱和砂土激振过程中呈现出轻微剪胀趋势,大致与液化现象同步出现。

摘要：沿江临河修建的深基坑中,临水岸坡与基坑围护结构构成了有限宽度土体,其土压力计算方法与常规模式有较大不同。基于极上限分析法,运用改进多线段滑裂面生成技术,推导非均质临水深基坑围护结构主动土压力的上限解;并在均质土条件下,与传统直线或对数螺线滑裂面假定的计算结果进行对比验证。将上述计算方法运用于福州地铁5号线农林大学站基坑工程实例,认为围护结构主动土压力随水位的上升近似呈线性增大,随坡坑宽高比增大呈先快速增长后趋于稳定的趋势;当坡坑宽高比大于0.7时,主动土压力开始趋于稳定,说明滑裂面由模式Ⅰ(相交于坡面)过渡到模式Ⅱ(相交于坡顶)。进一步地,基于支撑刚度折减的数值模拟结果表明,临江侧土体滑裂面形态、围护结构主动土压力及合力作用点位置与理论计算结果较为吻合。上述研究成果可为临水深基坑围护结构的科学设计提供参考借鉴。

摘要：为解决盾构隧道掘进施工的地层扰动效应及其周边环境影响问题,依托福州地铁5号线农洪区间隧道工程,考虑刀盘顶推力、刀盘摩阻力、盾壳摩擦力和同步注浆压力,对其掘进施工过程展开精细化数值模拟,并与实测地表沉降结果进行对比分析.进一步地,引入宽度修正系数α,提出沿江不对称地形条件下的修正Peck公式;同时开展16种不同地形条件下的数值模拟,探讨岸坡距离与拱顶埋深对地表沉降特性的影响.结果表明:最大地表沉降S_(max)和宽度修正系数α,均随着岸坡距离和拱顶埋深的增大,呈近似线性的负相关趋势.上述研究可为类似条件下的盾构隧道施工提供借鉴.

摘要：为保证矩形顶管盾构隧道下穿高铁近接施工的稳定性,以某火车站东侧地下通道工程为例,采用ABAQUS有限元分析软件建立了复合地层下穿高铁矩形顶管盾构隧道近接施工的精细化计算模型,分析了硬岩比、埋深因子和管节因子对复合地层顶管盾构隧道近接下穿施工时地表位移、轨道变形、管节收敛和安全系数的影响。结果表明:随着复合地层硬岩比的增加、埋深因子的减小和管节因子的增加,矩形顶管盾构隧道施工时的地层位移极值、地表沉降、上覆高铁轨道变形和管节收敛逐渐减小,管节安全系数逐渐增加,复合地层矩形顶管盾构隧道的施工稳定性提升。研究结果可为类似工程施工提供参考。

摘要：为了保证超大矩形盾构隧道开挖面的稳定性,依托某超大矩形盾构隧道工程,采用理论分析、数值模拟和现场监测方法对复合地层下穿高铁超大矩形盾构隧道开挖面的极限支护力进行了研究,提出了复合地层下穿高铁超大矩形盾构隧道开挖面临界破坏模式,并基于极限平衡理论推导了极限支护力计算方法。数值模拟和现场监测结果表明:提出的极限支护力计算方法与数值模拟和现场监测的误差分别在10.40%~18.30%和11.19%~16.85%区间,说明极限支护力公式安全可靠,可应用至实际工程中。研究结果可为类似工程开挖面稳定性控制提供参考。

摘要：为保证超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁的施工安全,以某矩形顶管盾构涉铁工程为背景,研究软弱地层中超大矩形顶管盾构近接高铁施工的安全性。结果表明:软弱地层中超大矩形顶管盾构近接高铁施工时轨道沉降和管节安全系数远超控制阈值,必须采取施工加固方案;采取超前注浆可使轨道沉降减小58.20%,管节最小安全系数提高至1.35;采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使轨道沉降减小63.05%,最小安全系数增至9.49;采用桩板结构加固可使轨道沉降减小70.90%,最小安全系数增至9.00;人工挖孔桩+D型钢便梁加固方案和桩板结构加固方案的效果明显优于超前注浆的加固效果,推荐在下穿待建高铁段采用桩板结构加固方案,在下穿既有高铁段采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固方案。现场监测结果表明:超大矩形顶管盾构在近接下穿待建福厦高铁段采用桩板结构后,顶管掘进导致的地表沉降最大值为3.25 mm,在近接下穿既有杭深线段采用人工挖孔桩+D型钢便梁后,高铁轨道最大沉降仅为1.65mm,均远小于沉降阈值,超大矩形顶管盾构顺利近接下穿待建福厦线和既有杭深线。研究结论可为类似大尺寸隧道的近接工程提供参考。

摘要：深厚软土地层明挖隧道开挖基底隆起和回筑加载后隧道沉降一直是工程界关注的重点问题。文章以温州市域铁路隧道工程为例,对深厚软土地层明挖隧道基底开挖隆起和回筑回填加载后的沉降问题进行了研究。基于分层总和法,采用回弹模量法和复合模量法分别研究了基坑开挖卸载后的基底隆起值和复合地基隧道回筑填土加载后的沉降值,并对不同工况下的基底隆起值和隧道沉降值进行了对比分析。结果表明,深厚软土地层采用复合地基处理后,明挖隧道基底隆起和运营期隧道沉降是可控的,复合地基处理可以达到减少竖向变形、增大地基强度的目的。结合该工程特点,采取了合适的隧道沉降控制措施,可为类似明挖隧道工程施工提供参考。

摘要：研究目的:水底隧道作为铁路、公路等交通通道跨越大江、大河的重要方式之一,目前已广泛应用。本文以温州市域铁路S2线瓯江北口水底隧道工程为例,对影响隧道选址的地质条件、沿线控制点、两岸接线条件、隧道运营安全等因素进行综合研究,合理选取隧址方案,同时针对本项目的特点,合理选取隧道结构断面和防灾救援方案,可为类似水底隧道工程提供参考借鉴。研究结论:(1)研究比选了上、下游线位方案在工程地质、施工难度、运营期安全、沿线控制点及接线条件等方面的差异,推荐地质条件较好、施工难度较小、运营期沉降较小、对周边规划影响小的下游线位方案,其避开了隧底淤泥层、防洪堤基桩、岸上重要建筑物;(2)分析了国内外水底铁路隧道疏散通道布置方式,结合本工程特点,研究采用专用纵向疏散通道+增设中墙设置横向联络通道的组合方式;(3)分析了隧底软硬不均地层和深厚软土厚度变化大引起的不均匀沉降对结构的不利影响,推荐盾构隧道采用双层衬砌结构;(4)根据运营与现场条件,盾构隧道内设置排烟道,并结合疏散通道布置,比选"单洞双线无中隔墙+底部疏散通道"、"单洞双线+中隔墙"和"双洞双线"等隧道断面方案,推荐采用"单洞双线+中隔墙"断面方案,其运营安全性高;(5)重点分析了隧道防灾通风排烟,采用纵向通风烟道排烟方式,火灾救援时保证安全通道正压值30 Pa,并控制隧道内烟雾排放方向,确保人员疏散;(6)本研究成果对修建深厚软土地层水底隧道工程具有借鉴和参考意义。

摘要：为保证软弱地层中超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全,以某矩形顶管盾构隧道近接下穿既有高速铁路为工程背景,研究超大矩形顶管盾构隧道近接下穿高铁段不同施工加固方案的效果。结果表明:采用超前注浆可使开挖面主动失稳位移减小25.64%,被动失稳位移减小17.65%,轨道沉降减小30.38%。采用人工挖孔桩+D型钢便梁可使开挖面主动失稳位移减小51.28%,被动失稳位移减小29.41%,轨道沉降减小42.31%;现场监测表明,采用人工挖孔桩+D型钢便梁加固后轨道沉降最大值仅为1.65 mm,超大矩形顶管盾构隧道成功下穿既有高速铁路,人工挖孔桩+D型钢便梁保证了超大矩形顶管盾构隧道近接施工安全和高速铁路正常运营。