摘要：为考察地铁运营后列车载荷和地下水对隧道造成的影响,对某砂性土地层城市中某一地铁盾构隧道区段运营6年间的沉降变形进行实测观察;根据实测所得沉降规律,设计并开展缩尺模型试验,研究车致振动条件下因地下水位变化产生的隧道沉降规律。结果表明:随着时间推移,隧道各测点所得数据呈现一定的周期性上升与下降变化趋势,前2年隧道总体上浮,之后略有沉降,第3年后虽有波动但基本未发生进一步沉降,第6年后隧道最大沉降不超过3 mm;砂性土地层中,地下水位变化会造成重塑土层内部应力变化,且振动荷载会导致土体颗粒结构重新调整至密实,易导致隧道发生沉降,因此不能忽视地铁周围施工降水给隧道带来的不利影响;土体振密及因地下水产生的浮力共同作用,导致隧道的上浮及沉降。相比于软土地层,砂性土地层中盾构隧道的沉降速率明显更低且沉降基本稳定时间更短,2种地层下的沉降规律、影响因素完全不同,各地层下的沉降分析理论亦无法相互适用。

摘要：文章介绍了采用瑞雷面波勘探技术,探测西藏某水利工程倒虹吸工程区砂土地层面波波速,并基于面波波速推导砂土地层横波波速,进而用于倒虹吸工程区砂土地层液化初判,取得了良好效果,为倒虹吸方案比选及工程设计提供了科学依据,可供类似工程借鉴。

摘要：基于Mohr-Coulomb强度准则和不相关联的流动法则,采用Abaqus模拟砂土地层水下盾构隧道开挖面被动破坏,分析埋深比C/D、地层上覆水位高度H、砂土内摩擦角φ对地表位移的影响,并探讨开挖面前方土体破坏模式。结果表明:标准开挖面支护压力与C/D、H和砂土φ均呈正相关关系;地表位移受C/D变化影响较大,C/D由0.8增大到1.5,最大纵向和横向位移值分别减小80%和86%;静水压力仅会限制横向地表位移的发展,对纵向地表位移的影响较小;C/D较小时,被动破坏模式呈现延伸至地表的倒棱台形,属于整体破坏;C/D增大至4.3时,土拱无法达到地表,属于局部破坏。

摘要：倾斜桩能够提高排桩水平承载力,而长短桩依据桩身弯矩分布减小部分支护桩的桩长,以充分利用支护桩承载力,将两者结合可形成倾斜长短桩。为研究倾斜长短桩作为基坑围护结构时的变形受力特性,通过常规室内砂土模型试验,分析倾斜长桩倾斜角度和长短桩配比的影响。试验结果显示:1)对比等长长桩,倾斜长短桩能够在减小总桩长时,更有效地控制支护结构变形和桩身弯矩;2)对于倾斜长短桩而言,在倾斜桩倾斜角度为0°~20°时,其支护效果随着倾斜角度增大而提高;3)倾斜长短桩的桩身弯矩会随着倾斜角度增大而减小,且开挖面以下弯矩减小幅度更大;4)倾斜长短桩中,长桩与短桩在开挖面以上弯矩相近,开挖面以下长桩弯矩显著大于短桩弯矩;5)短桩占比越大,支护效果越弱,桩身弯矩越大。

摘要：变径桩具有承载力高、施工速度快以及经济性强等特点,被广泛运用于铁路桥梁基础中。然而,现有桩基承载力计算方法主要针对等直径桩基,未能考虑变径截面带来的影响。由于桩基变径截面的存在,其竖向承载机制区别于普通的等直径单桩。采用有限元分析方法,分析竖向荷载作用下,砂土地基中钉形变径桩在变截面处的承载模式。计算结果表明:变截面以下有限范围内的土体存在刚性核,与变截面共同承担上部荷载;与普通等直径桩相比,变截面桩的桩身轴力在变截面处出现明显的突变现象;依据球孔扩张理论,引入变截面处承载力的计算公式,结合传统的桩基端阻与侧阻计算原理,推导了变径桩的竖向承载力计算公式。与现有规范对比表明,提出的公式可较好地计算砂土地基中变径桩的竖向承载力。

摘要：土压平衡盾构在自稳性较差的砂土地层施工时若仓内支护压力过小可能诱发掌子面失稳,应引起高度重视。采用三维离散元方法分析了砂土地层土压盾构掘进与停机状态下的掌子面稳定性。研究建立了较为精细的土压盾构机模型并引入盾构动态施工过程,充分考虑了刀盘旋转切削土体与面板支撑对掌子面的影响,探讨了刀盘型式、隧道埋深以及刀盘转速等因素对掌子面极限支护压力与失稳区分布的影响规律,并从细观角度解释了砂土地层土压盾构隧道掌子面失稳机理。与既有研究相比,本文考虑了土压盾构动态施工对掌子面稳定性的影响,更加接近工程实际,研究成果可为确保砂土地层土压盾构隧道施工掌子面稳定提供参考。

摘要：为探明砂土地层盾构隧道掌子面的稳定性,以Chambon和Corté开展的模型试验为基础,采用三维离散元方法研究了隧道埋深对隧道掌子面稳定性的影响规律,并从细观角度解释了开挖面失稳机理.离散元模型引入了三维柔性应力边界,将模型试验中空气或流体压力对掌子面的支撑效应抽象为作用在掌子面颗粒上的指定支护压力,逐步减少该压力,结合地层变形精确得到极限支护压力.通过删除进入隧道轮廓内的砂土颗粒模拟盾构开挖,以考虑该施工力学行为对掌子面稳定性的影响.研究结果表明:隧道埋深与隧道直径之比小于等于1.0时,掌子面极限支护压力随埋深增加而增加,此后趋于稳定,砂土地层中极限支护压力比随埋深增加而减少,地表沉降突增点对应的支护压力小于掌子面极限支护压力,失稳区直接发展到地表,工程中应同时关注地表沉降与仓内支护压力以保证开挖面稳定;隧道埋深与隧道直径之比大于等于2.0时拱顶上方形成了稳定的塌落拱,延伸高度分别约为0.7D(隧道直径)~1.3D与0.9D^2.3D.

摘要：针对浅埋盾构隧道开挖渗流对开挖面支护压力和地层失稳模式的影响问题,考虑盾构机开挖仓渣土孔隙水压力和面板及开口率的作用,设计制作了水下地层浅埋盾构隧道的开挖渗流模型并建立了附近地层沉降的量测采集系统。在不同的稳态渗流条件下,逐渐加大盾构隧道开挖仓的进土量,量测开挖面水土压力和孔隙水压力以及附近地层沉降,并配合进行了数值模拟和极限平衡计算分析。研究发现:开挖面有效土压力随开挖体积损失的增加而降低,达到极限值后保持不变;维持开挖面稳定的必要支护压力与可以容许的地层失稳范围有关,开挖面的极限有效土压力与地层的极限失稳范围相对应,是最小的必要支护压力。渗流会使开挖面的极限有效土压力增大,与开挖面-地表之间的水头差大致呈线性关系。渗流会使开挖面前方地层的极限失稳范围增大,但对后方地层极限失稳范围的影响不大;对于开挖面-地表相对水头差较小(小于或等于0.33)的情况,渗流主要起到增大地层沉降量的作用,地层的极限失稳范围只是略有增大;对于相对水头差较大(大于0.33并小于1.00)的情况,渗流主要起到增大地层极限失稳范围的作用,而地层最大沉降量有所减小;对于相对水头差很大(大于或等于1.00)的情况,渗流对地层沉降量的影响和对极限失稳范围的影响都基本上已经达到了极限。地层的极限失稳范围可以自下而上地划分成3个部分,开挖面高度范围内的倒棱锥体,地表以下一定深度范围内的(顶部)倒棱台体,以及两者中间一定高度的(中部)倒棱台体,其中,棱锥体的纵向锥角(或纵向破裂角)及横向锥角(或横向破裂角)都随着相对水头差的增大而增大,对地层极限失稳范围的影响最为显著。

摘要：西安市某DN3500内径顶管始发竖井的基坑开挖深度接近20m,坑底位于深厚的富水砂土地层,且基坑紧邻河道驳岸及城区建(构)筑物,施工限制因素众多。基于圆形竖井基坑支护结构施工、内衬墙浇筑及换撑、顶管施工等工程需求和难点问题,分析并提出了采用灌注排桩围护、钢管内支撑的支护体系,且采用悬挂式止水帷幕加坑底注浆隔断后坑内集水明排的地下水控制方案,较好地控制了砂土地层中顶管始发竖井深基坑施工引起的周边地层变形和降低坑内地下水引发的各类风险。

摘要：泥水盾构支护压力的上、下限值是确定合理支护压力的关键依据。文章通过对泥水盾构施工过程中的掘削面稳定机制进行分析后发现,在浅覆土砂层地段中,地层产生击穿破坏必须具备三个条件:(1)泥浆失水严重或者直接向地层中渗透,引起地层中超净孔隙水压的急剧升高;(2)较高的支护压力使得泥水具有良好的定向性,并与地层中的静止水压之间形成足够大的压力差;(3)覆土地层具有足够小的渗透系数,不至于使泥水直接从地层中渗流扩散,能在土颗粒的接触部位形成极高的水压力梯度。其实质就是由于高压泥浆直接向地层中入渗,引起覆土地层中超净孔隙水压升高,在地层中形成较大的水头差从而产生渗透破坏。据此提出了一种物理意义明确、操作简单的最大支护压力实用计算方法,该方法所需参数较少并能方便、快捷地根据常规土工试验获得。结合某过江隧道的工程实践,对最大支护压力进行了计算并与实际工程进行了对比,验证了这一计算方法的合理性与有效性。