浅埋偏压连拱隧道洞口段数值模拟与监测研究

公路连拱隧道一般应用于中短隧道工程,常常存在地质条件较差、浅埋偏压等问题.栎斜隧道是宁波象山港公路中的一座双向四车道连拱隧道,出口段存在明显的偏压现象,围岩破碎,地质条件复杂,给施工带来一定的难度.本文采用现场监控量测和数值模拟两种手段,在监测断面进行周边收敛位移、拱顶下沉和地表沉降监测,并与数值模拟结果对比分析.监控量测和数值模拟结果一致,表明采用数值模拟的可行性,弥补了现场监控量测预见性较差的缺陷.     

隧道围岩特性参数反分析与数值模拟

为确定合理的隧道围岩应力场和参数,采用位移反分析法进行分析.结合现场监测数据和FLAC3D有限元软件进行反演分析和围岩变形数值模拟.研究结果表明:运用FLAC3D仿真模拟开挖,隧道拱顶是危险点,开挖之后拱顶上部围岩下沉值较大;通过现场实际监测拱顶点的位移分析可知,当从第六天之后围岩趋于稳定下沉值22 mm,回归分析确定了拱顶下沉值随时间的变化指数曲线关系;根据位移反分析确定围岩弹性模量为2.5 GPa适合该工程条件,围岩其他参数也可按照该方法进行确定.     

某隧道坍塌施工处理

重庆轨道交通某暗挖地铁车站左线DK55+962-DK55+985段在施工过程中发生坍塌,分析坍塌原因后,结合工程实际,采用砂浆回填辅以工字钢拱架处理坍塌区,在处理段埋设监测断面,现场监控量测得到的隧道拱顶下沉、收敛位移和钢拱架应力小于规范允许值,表明砂浆回填方法处理坍塌区效果良好.     

全站仪自由设站非接触监测方法在木寨岭隧道围岩大变形监测中的应用

采用常规接触式位移量测方法难以满足大断面分台阶开挖隧道净空位移监测要求,其关键问题是对上述工法的施工环境无法做到及时量测以获取开挖初期的位移,尤其无法对重要的拱脚下沉做到及时量测。研究和探索在现有隧道施工条件下,运用全站仪自由设站方法在规定精度内对隧道围岩变形进行非接触监测具有重要的实际意义。     

三车道大断面高速公路隧道信息化施工

本文通过对三车道大断面高速公路隧道的现场监控量测,并对各量测项目进行分析,分析结果：DK23＋296断面最大累计拱顶下沉量为5.85mm,最大累计水平收敛为4.278mm,且最终拱顶下沉变化速度小于0.2mm/d,即该断面的变形已达到稳定;DK23＋190断面围岩压力较小,最大值为-0.093791MPa;钢支撑内侧最大值为27.134MPa,外侧最大值为7.194MPa;锚杆轴力最大值为2.4kN;围岩位移最大值为1.36mm。各受力考察参数均较小,远小于允许应力,围岩-支护体系已趋于稳定;从监测结果看,各量测断面现阶段变形稳定,洞室安全,衬砌受力及变形在合理范围之内,可继续按设计进行施工。配合和指导现场施工,确保了隧道施工的安全和结构的稳定,并积累了经验,可用于类似工程借鉴。     

公路隧道施工中的测试与监控技术

结合韩家岭大跨度隧道现场实践,对公路隧道施工中有关监控与量测的基本原理、主要任务、主要内容及方案设计和监测方法等进行了探讨和评述,提出了若干有益的想法和建议,可用于相关地下工程参考·     

隧道施工动态监测及其工程应用

随着新奥法施工在我国公路隧道施工中的普及与深入,我国隧道施工技术得到了长足的发展,而现场监控量测是新奥法的核心,结合镇胜高速公路梧桐隧道的动态施工监控量测,深入分析了隧道施工动态监测的必要性,结合隧道施工,优化支护参数和设计方案,为隧道的顺利施工提供了保证.     

复合地层TBM隧道变形演化规律研究

以重庆轨道环线TBM(硬岩隧道掘进机)区间隧道为背景,利用有限差分数值分析与现场监控量测相结合的方法,对复合地层TBM隧道施工影响下地层变形进行了研究。对上软下硬复合地层、倾斜复合地层及均质地层3种工况下的数值计算结果表明:复合地层条件下隧道顶部及底部位移较大,而隧道周边收敛位移较小;隧道开挖时掌子面前方1倍直径处开始发生明显位移,并于掌子面后方3~5倍直径处趋于稳定,整个隧道纵向沉降曲线呈明显的"S"型。现场监测结果显示,受复合地层差异的影响,地表沉降呈偏态单凹槽状的数值计算结果与现场监控量测数据反映的规律基本相同。     

隧道监控量测的数据处理及分析

监控量测是隧道新奥法施工的三大要素之一,通过量测施工中隧道围岩变形与支护受力数据,对数据进行分析整理及时反馈指导施工。本文以某隧道为例,通过对拱顶下沉和周边位移量测数据的处理、回归建模,评价和预测隧道的稳定性。     

基于现场监测的原坝子隧道稳定性分析

隧道围岩稳定性分析对隧道安全施工和运营至关重要,采用现场监测方法是判定隧道围岩稳定性最直观的一种方法。以原坝子隧道为工程背景,通过对III、IV、V不同等级围岩初期支护后拱顶下沉和周边收敛进行系统的现场监控量测,研究复杂地质条件下大断面隧道围岩的稳定性,结果表明,隧道拱顶及周边位移一般稳定期为10~15 d,累计沉降量和周边累计收敛量随围岩等级的增大而显著增大,并处于允许范围以内,说明隧道开挖方式和支护方案是科学合理的。研究成果可为类似条件下隧道工程的设计、施工、监测提供参考和借鉴。     

基于Verhulst模型的堆载预压法卸载时机的研究

在公路建设中堆载预压法是处理软土地基的常用方法。工程实践中随着对路基的工后沉降和不均匀沉降要求越来越高,有必要对堆载预压处理软土地基的卸载时机控制进行研究。应用Verhulst模型和指数曲线模型的基本公式,分别推导其剩余沉降和沉降速率之间的关系。结合越南河内-海防高速公路软基处理的实测资料,用两种模型拟合了剩余沉降和沉降速率之间的关系曲线图,比较分析了两种模型曲线拟合的结果。论证得出Verhulst模型更合理,并根据拟合曲线确定了路堤卸载时机。     

大石—汉溪区间隧道结构变形监测

匝道桩基穿越既有地铁工程结构附近土层,近距离施工不可避免地对地铁结构产生不利影响。为了解匝道基础工程施工阶段地铁结构及周边地层变化动态,给同类其他工程提供设计和施工依据。对大石—汉溪区间隧道进行了稳定性变形监测。主要阐述该隧道地面沉降、隧道周围土层水平位移和隧道结构及附近土层变形测试方法,变形随时间变化的量测数据及分析。结果表明:桩基钻挖成孔和灌注混凝土时,地面沉降和土层水平位移均不稳定,而隧道结构变形相对稳定;各变形值没有超过报警值,说明该工程采用的施工及监测方法是可行的,对其他同类工程具有借鉴意义。     

围岩流变特性对隧道二衬支护时机的影响

为了研究岩体流变特性情况下隧道二衬的支护时机,首先推导了在考虑围岩流变特性时,衬砌抗力、位移及围岩的位移表达式;然后以广梧高速公路茶林顶隧道岩体为工程背景,探讨了考虑岩体流变情况下,隧道二衬支护时机的确定方法,并对比了围岩拱顶下沉实测值和理论计算值。结果表明：(1) 理论分析所建立的衬砌抗力、位移及围岩的位移表达式中均包含了时间参数,可确定达到不同衬砌抗力、位移及围岩位移所需要的时间;(2) 围岩拱顶下沉实测值和理论计算值表现出相同的发展规律,验证了所建立方法的正确性。     

基于多灰色预测模型对比的高速公路路基沉降量预测

高速公路路基沉降量的预测不仅关系着高速公路的施工质量与服务水平,同时对高速公路的行车安全也有重要影响.根据路基沉降量的实测资料,通过多种灰色预测模型对路基沉降量进行了数据规律分析及精度对比,选取了最优的灰色预测模型对路基最终沉降量进行预测.为路基稳定性的评价与路基沉降的控制应对提供了参考.     

一种预测路基工后沉降量的方法

根据沪宁高速公路长期的工后沉降观测资料,总结出地基沉降固结的规律;在荷载稳定时,沉降曲线在ｓ￣ｌｇｔ坐标中接近于抛物线。据此提出了一种简单易行、能够比较准确推算未来沉降量的方法,即根据一段时间的实测沉降量,结合位移反分析方法,推算出方程的系数,即可得到沉降方程。工程实践证明,文中所提方法克服了常规双曲线等方法推算结果误差较大的缺陷。     

数值模拟在高速公路软弱地基处理中的应用

 尹中高速公路的地基土稳定性不能满足公路工程的要求,为了掌握该公路在施工过程中变形特征,采用有限元软件NCAP-2D对尹中高速公路施工过程进行了模拟,分析了不同桩间距、断桩两种情况下的破坏、位移特征。结果表明,旋喷桩桩顶处于塑性状态,旋喷桩桩顶侧向位移大于桩底,增加了基础的稳定性；当桩间距变化时,桩顶土和桩间土的塑形区范围、位移量呈正相关变化,桩顶附近发生塑性破坏的敏感区域；有断桩时,塑形区在断桩处分布范围明显较大,影响地基加固效果。所得结果对于此类公路的建设施工具有一定的借鉴意义。     

最优权组合模型在季冻区公路软基工后沉降中的应用

为研究最优权组合预测模型在季冻区公路软基沉降预测中的适用性,选取国道332线拉哈段(拉布大林至哈达图)一级公路的典型断面,采用分层沉降仪进行沉降监测,通过沉降管上磁环位置的移动来反映路基沉降变化。根据一年的沉降实测资料,利用MATLAB对原始非线性数据进行三次样条插值处理,基于最优权权重法将灰色GM(1,1)及二次曲线模型进行组合,对地基的远期沉降进行预测,将预测结果与实测资料进行对比,探究该模型的适用性,同时基于季冻区气候特点,选取适合高寒地区路基监测的合理时距。研究表明：最优权权重组合模型的预测效果与样本数密切相关,适当增加建立模型的样本数亦可显著提高预测精度;在考虑区域气候条件下,适当减少冬季及沉降速率较慢的月份的样本数量,增加在沉降初期及冻融前后的样本数量可以有效提高模型的预测效果;研究成果表明本文的最优权组合预测模型可以较好的预测季冻区公路远期沉降,为类似工程的沉降预测提供参考。     

城市立交桥桩基托换对桥台基础变形

城市立交桥桩基托换不可避免的会对桥台基础的沉降变形产生较大影响。本研究依托郑州市黄河路立交桥F匝道桥台桩基托换工程,利用ABAQUS有限元软件,建立主动托换结构的三维实体有限元模型,通过数值模拟得出主动托换过程对立交桥桥台新旧基础沉降的影响规律,并与现场监测数据对比,模拟结果与现场监测数据基本一致。分析结果表明:沉降影响最大位置在托换梁中部偏西南方向,应加强此区域位置的监控;整个过程位移控制良好,待稳定后可进行后续施工。本研究结果可为类似桩基托换工程的设计和施工提供借鉴和参考。     

沉降速率系数确定方法

沉降速率法常用于确定路面施工时机,因此沉降速率系数的确定对路面施工非常重要。当路基的地质、地基处理、施工等方面的资料都齐全时,可以按照固结理论计算得到沉降速率系数。在工程实践中更多地利用施工监测资料反演计算沉降速率系数,目前常用的反演方法有三点法、孔压~时间曲线拟和法等。在固结理论等已有研究成果的基础上提出了t~1nSr法、St~Vs法、双曲线法、Asaoka法等方法,工程实践证明上述方法是可行的。理论分析和工程实践都表明多层地基的沉降速率系数随时间增加而减小。