水位变化诱发均质黄土库岸失稳试验研究

水库水位变化是影响黄土库岸稳定性的重要因素.以不同坡度的边坡模型为研究对象,定量测试了水位变化过程中边坡不同位置处土体的位移、强度、水头变化趋势,探讨了不同坡度的黄土边坡的失稳形态.试验结果表明:坡外水位上升导致岸坡土体软化,坡体整体沉降加大,坡体变形以浅层滑坡为主;水位下降过程中,坡体后缘出现横向张拉裂缝,坡体前缘逐步滑塌,坡角越大,坍岸现象越严重;水位下降阶段导致的土体抗剪强度下降要明显大于水位上升阶段;水的软化作用导致土体强度降低,沉降变形增大,水位骤降阶段土坡内外的压力差是导致土体发生滑塌的主要原因.     

注浆法加固湿陷性黄土铁路路基应用研究

运营期间铁路路基出现沉降病害时,通常采用注浆法进行加固.对于湿陷性黄土铁路路基,注浆加固后土体承载能力是否得到提高至关重要.对已经发生病害的某湿陷性黄土铁路路基原状土进行取样试验,然后采用注浆法进行路基加固并对注浆加固后土体取样试验,对比确定注浆加固效果.结果表明,对于密实度和承载能力均较低的既有铁路路基,通过注浆法加固之后,浆液可以填充于地基缝隙中,有效减小地基土的孔隙比,增大地基的密实度,提高承载能力,为湿陷性黄土地区铁路路基加固提供参考.     

某运营高速公路软基区路基开裂监测及其成因分析

通过布设监测点,对某运营高速公路软基区开裂路基的深层水平位移、道路沉降及地下水位进行了监测。基于监测结果,该段路基内部并不存在明显的滑动面。以变化量最大的CX-23#测斜孔和SW-3#水位孔所在断面为典型断面进行对比分析,结果表明,监测期间监测断面处地下水位的变化并未引起该段路基深层水平位移和道路沉降产生新的变化;结合现场情况,认为该软基区路基的开裂、沉降,主要由前期路基含水量降低,导致路基土体出现固结沉降、收缩变形引起,在正常通车条件作用下,新的降雨及水位变化未引起新的路基变形。监测结果为后期路基的加固设计提供了可靠的依据。     

黄土的颗粒组成对既有线路基沉降的影响

研究黄土的的颗粒组成对铁路既有线路基沉降原因分析及病害整治具有重要的意义。以某铁路既有线路基为研究对象,重点就黄土的颗粒组成对其路基沉降的影响进行试验研究。首先,对研究区轻微沉降段、轻微沉降段及非路基段黄土进行现场取样与形状描述,对其基本物理参数进行测试。然后采用Mastersizer 2000激光粒度分析仪对黄土试样的颗粒组成进行试验研究。最后,对试验结果进行对比分析,探讨黄土的颗粒组成对既有线路基沉降的影响。研究结果表明,沉降段路基土与轻微沉降段路基土以及非路基土在颗粒组成上有较大的差异,颗粒级配曲线较缓,1~10μm的颗粒较少,砂粒含量大。分析初步认为,在大水漫灌以及列车循环荷载作用下,土体颗粒级配特征易使土体结构破坏,从而可能导致路基沉降。     

黄土的颗粒组成对既有线路基沉降的影响分析

研究黄土的的颗粒组成对铁路既有线路基沉降原因分析及病害政治具有重要的意义。以某铁路既有线路基为研究对象,重点就黄土的颗粒组成对其路基沉降的影响进行试验研究。首先,对研究区轻微沉降段、轻微沉降段及非路基段黄土进行现场取样与形状描述,对其基本物理参数进行测试。然后采用Mastersizer 2000激光粒度分析仪对黄土试样的颗粒组成进行试验研究。最后,对试验结果进行对比分析,探讨黄土的颗粒组成对既有线路基沉降的影响。研究结果表明,沉降段路基土与轻微沉降段路基土以及非路基土在颗粒组成上有较大的差异,颗粒级配曲线较缓,1～10μm的颗粒较少,砂粒含量大。分析初步认为,在大水漫灌以及列车循环荷载作用下,土体颗粒级配特征易使土体结构破坏,从而可能导致路基沉降。     

横观各向同性圆形基坑抽水-水位恢复试验数值分析

为模拟井点抽水引起的圆形基坑内外水头变化以及地面变形,考虑水力特性和力学特性的横观各向同性及地下结构物的影响,建立了轴对称柱坐标系下的饱和-非饱和土固结模型.基于该模型,模拟两组圆形基坑抽水-水位恢复试验,分别研究弹性模量和初始饱和渗透系数的横观各向同性对水头和土体位移的影响.结果表明,当弹性模量越大时,水头越易改变,土体位移越小;当初始饱和渗透系数越大时,水头变化量和土体位移越小.     

软土地区基坑降水对下方越江隧道的影响

基于工程实际,采用有限元法并结合一维固结理论和三维渗流理论分析越江隧道上方基坑降水对其结构的影响,探讨了降水水位、抽水层次、降水时间及方式等因素对越江隧道沉降的影响.结果表明：基坑降水将造成下方越江隧道的沉降;降水深度与其沉降量呈线性变化关系;若抽取微承压水或延长降水时间,都将增加越江隧道下卧土的沉降量.控制隧道上方的基坑降水应采取坑内降水的方式.     

回灌开启时间对地层沉降与应力应变的影响

在天津、上海等沿海地区基坑工程中,由于地下水位较高且含水层分布广泛,当基坑抗突涌稳定安全系数不足时,需对承压含水层减压抽水.根据有效应力原则,减压抽水可导致有效应力上升,加剧基坑外沉降.在基坑施工期间,可使用回灌作为有效的沉降控制措施来保护基坑周围的重要建筑物.工程实践表明,在长时间减压抽水后回灌,仅能保证沉降不再发展,很难使沉降完全恢复.针对此问题,采用三维流固耦合有限元模型,对比分析减压井和回灌井在先灌后抽、同灌同抽、先抽后灌3种方案下土体应力应变特征.研究表明,回灌井与减压井开启顺序对地表沉降影响显著,先抽后灌造成地表沉降最大,沉降值与回灌前抽水时间呈正相关.造成沉降差异的主要原因是上覆弱透水层在不同方案下应力路径不同,从而导致塑性压缩变形不同.在先抽后灌方案中,上覆弱透水层有效应力先升后降,受前期固结压力与回弹模量影响,上覆弱透水层可产生较高的压缩变形.因此,在实际工程中应尽量保证同抽同灌.同时,当抽水量恒定时,相邻弱透水层渗透系数也会改变土体竖向变形分布,下卧弱透水层渗透性越强,地表沉降越小,而上覆弱透水层的渗透性对地表沉降影响较小.     

上海地区多含水层系统深部承压层降水诱发地层响应规律

软土地区多含水层系统承压层抽水存在越流现象，地下水渗流和区域地层变形响应规律复杂.基于某超深地下工程承压水抽水试验，采用数值方法研究软土地区多含水层系统第二、第三承压层降水的地质环境响应.建立了三维有限差分模型，考虑流固耦合效应和土体小应变刚度特性，模拟了不同埋深承压含水层抽水试验，对比分析各承压层抽水引起的承压水头降深和深层土体变形时空分布特性.结果表明，第二承压层水位降深较小，但引起的地表沉降更大；第二和第三承压层抽水引起降水层的压缩变形分别占地表沉降的56.18%和77.69%.主要原因为浅部土层压缩性高，相同降深条件下引起的土层竖向压缩量更大；且第二承压层与上部弱透水层的水力联系较强，越流作用明显，导致抽水引起的地下水水位降深在深度方向的影响范围更大.研究成果对后续超深基坑降水施工及环境变形控制具有重要的参考价值.     

全断面富水砂性地层中地铁深基坑抽水回灌试验研究

富水砂性地层具有渗透系数大、含水量高、自稳性差等特点,造成城市深基坑工程安全施工困难.尤其是在隔水层缺失的全断面富水砂性地层中,基坑开挖降水更容易诱发工程灾害,是地下工程领域亟需解决的难题.针对全断面富水砂性地质条件,基于南通某地铁车站抽水回灌现场试验,研究了水位变化和沉降变化历时过程,及抽水回灌对周边地面沉降的影响规...     

水位循环升降作用下粉土变形及沉降机理

地下水位升降变化是浅层地下水普遍存在现象,常常导致土层结构与土体性质发生变化,从而影响地基土变形与沉降.以洛阳地区粉土为研究对象,通过水位循环升降模拟试验,研究水位循环升降作用下粉土孔隙水压力、土压力周期性变化规律及由此产生的变形沉降特性.试验表明:孔隙水压力周期性变化是导致土体周期性变形的主要原因,两者具有相似的周期性变化规律;孔隙水压力对水位升降表现出瞬时响应,而变形则呈现滞后性.通过机理分析发现,振荡孔隙水压力是土体中饱和-非饱和状态转变的根本原因,而残余孔隙水压力的衰减消散是土层产生固结沉降的驱动力.     

双线隧道下穿施工对铁路路基沉降影响数值分析

随着山区城市轨道交通快速发展,轨道交通区间隧道下穿既有铁路工程越来越多。由于山区城市特殊的地质条件和周边复杂环境,区间隧道布置受到限制,左右线隧道水平距离较近。与单线隧道施工比较,双线隧道施工引起既有铁路路基沉降更为复杂。左右线隧道的水平距离对下穿既有铁路引起铁路路基沉降影响规律尚不清楚,还需进一步研究。依托山地城市贵阳轨道交通3号线区间隧道下穿既有铁路工程,建立三维数值模型,分析铁路路基沉降特点,研究不同水平间距双线隧道下穿施工引起既有铁路路基的沉降变形规律。研究发现随着双线隧道水平间距减小,沉降槽范围增大,铁路路基最大沉降值逐渐增大。随着双线隧道水平间距增加,铁路路基沉降最大值位置由隧道中心线对应路基向左线隧道、右线隧道中心线相对应的路基位置转移,路基横向沉降曲线呈V型-U型-W型变化。当隧道水平间距小于15 m时,路基横向沉降曲线呈V型,应加强支护措施,减小后行隧道施工对既有铁路路基沉降产生的叠加效应,将铁路路基沉降控制在允许范围。     

不同潮汐水位下深厚滩涂软土路基长期沉降规律及预测研究

滩涂区深厚软土路基在潮汐水位影响下存在工后沉降过大和长期沉降预测公式不准确的难题,是影响滩涂区路基工程安全设计的主要瓶颈.首先对比分析了无潮汐水位下有限元与现场沉降监测的结果,验证了有限元模型参数选取的正确性;其次,利用有限元模型分析了不同潮幅和周期条件对路基中心沉降、坡脚水平位移及沉降差异的影响规律;最后,提出了一种...     

集镇段路基开挖与填方施工工艺探讨

本文主要针对集镇段路基,分析开挖路基发展变化情况,并分析填挖方不同渗透性对路基差异沉降的影响,研究探讨开挖前后水系入渗对填方土差异沉降变形影响,防止随着时间的增加,路基发生湿软变形,填挖交界处产生差异沉降,分析采取路基项面的处理方法,降低水系入渗对路基内部渗流场的影响及由此造成的湿化差异沉降变形。     

对高速公路软土路基沉降影响因素分析

本文首先论述了路基土体的变形特性、路基土体压缩特性和压实特性;随后从地形与地质条件、水文气候条件、路基填料种类及质量、路基设计、施工因素影响等方面,分析了路基差异沉降产生的原因,最后结合工程实际分析了各个因素对路基沉降的影响。     

软土物理力学指标对差异沉降的影响数值分析

针对高速公路路基差异沉降等问题,从软土路基本身物理力学指标差异考虑,借助有限元软件进行模拟计算沉降,通过控制变量法分析软土路基各物理力学指标对差异沉降的影响.得出的结论为:土体本身重度和黏聚力差异对路基差异沉降的影响不大,压缩模量和内摩擦角的不同对路基差异沉降影响较大.同时进一步证明对路基预压能有效地减小差异沉降.     

基坑开挖对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施研究

既有滩涂铁路路基因基坑开挖卸荷产生过大沉降差,对铁路正常使用和安全运营产生影响,对变形控制提出了更高要求.针对临近既有滩涂铁路的基坑工程,结合工程地质条件和施工要求,利用有限元方法对既有临近滩涂铁路路基影响规律及安全措施开展系统研究.针对滩涂铁路路基的影响规律,分析了不同基坑开挖深度、不同既有铁路路基至基坑距离等因素对路基的沉降差、坡脚水平位移和围护结构水平位移的演化规律影响.结合工程需求,针对危险的铁路路基工况,提出了围护结构的刚度、打设隔墙和增加支撑个数3种安全优化措施,确定了最优施工方案.研究表明:基坑开挖深度越深和基坑距离路基越近,铁路路基施工风险越高,临近滩涂铁路路基施工安全控制距离应大于5.0 m;此外,针对危险的铁路路基施工工况,进行优化方案对比分析.单纯增加围护结构的刚度,无法保证安全施工;打设隔墙使得围护结构承受的土压力减小,具有良好的加固效果;增加支撑使围护结构的水平位移最小,加固效果最佳.     

列车荷载下桩网路基加筋垫层土工格栅受力影响因素分析

基于桩网路基动力有限元模型,分析了桩间距、路基高度、桩端土体模量、垫层模量对列车荷载作用下土工格栅受力的影响.研究结果表明:线路纵向方向上土工格栅的拉力随桩间距增加而增加,桩间距大于2m对桩间土处格栅拉力影响较小,而对桩顶和边缘的格栅拉力影响较大;路基高度与土工格栅拉力基本呈正比关系;随桩端土体模量增大,土工格栅拉力减小,当桩端土体模量达到100 MPa时,格栅拉力基本不受影响,垫层模量变化对格栅拉力基本没有影响;列车荷载作用下的格栅拉力增量随路基高度增加而增加,随桩端土体模量增大而减小;沿路基横断面路基中心到坡脚的土工格栅拉力受桩间距、路基高度、桩端土体模量和垫层模量变化的影响与上述结论类似,但从路基中心到路肩再到坡脚,以上因素的影响程度逐渐降低.     

小半径曲线盾构施工对周边土体位移的影响

为研究小半径曲线盾构施工对周边土体地表沉降和深层水平位移的影响,采用现场实测和有限元分析法对曲线盾构施工进行全过程模拟,分析了隧道曲率半径和千斤顶不平衡推力对隧道周边土体位移的影响.研究结果表明:曲线盾构施工会造成横向地表沉降最大值位置向曲线内侧偏移,地表沉降槽呈非对称性;在曲率半径250～500 m内,地表沉降最大值及其偏移量随曲率半径的减小而增大;在左、右侧千斤顶推力比1～2.5内,地表沉降最大值及其偏移量与推力比的增大呈正相关;与直线盾构隧道不同,曲线隧道左右两侧土体水平位移变形呈非对称性,曲线外侧土体受盾壳的挤压作用,背离隧道移动;曲线内测土体因刀盘超挖,土体卸载,位移朝向隧道方向.研究结论对类似工程的施工有指导意义.     

考虑毛细水负压力引起坑外场地沉降量计算方法和潜在威胁性研究

为得出毛细水负压力对坑外场地土体沉降影响,从而更准确计算出因坑内水位降深引起的坑外土体沉降量。借用海森(Hazen A)经验公式进行估算水位下降后毛细水上升高度,进一步得出毛细作用产生的负压力。在规范给出的分层总和法计算土体沉降基础上,给出考虑毛细水负压力计算土体沉降方法,为计算坑内降水造成周边土体沉降提供参考。通过该计算方法分别分析在不同孔隙比、有效粒径条件下,毛细水负压力对土体沉降的影响性。结果表明毛细水上升高度随着土体粒径及孔隙比的减小而增大,尤其当土体有效粒径小于0.075 mm时,应着重考虑考虑毛细水负压对土体沉降影响。