地铁车站深基坑开挖监测与数值模拟研究

以郑州市某地铁车站的深基坑工程为研究背景,运用有限元分析软件MIDAS/GTS NX建立整体有限元模型,对基坑开挖的每步施工过程进行数值模拟。探讨了深基坑开挖过程中地连墙的水平位移、周围地表沉降及内支撑轴力分布情况,用于判定深基坑在开挖过程中的稳定性和安全性。同时分别对深基坑开挖过程中周围的建筑物沉降、墙顶水平位移和沉降及支撑轴力进行了监测,并与数值模拟值进行对比。结果表明:理论计算值与现场监控值变化趋势基本一致,结果误差不大,均在设计报警值以内;墙体水平位移随着开挖深度增加而增大,且最大的位移逐渐向下移动,土体地表沉降的变形基本随着开挖深度的增大而逐渐增大,但内支撑轴力不随开挖深度的增大而增大,而是呈现波动的变化趋势;在深基坑开挖过程中,应重点对开挖引起的对墙体变形、地面过大变形和支撑结构内力进行监测。研究结果表明监控量测与数值模拟相结合能较好地运用于基坑开挖,也可为类似基坑工程的开挖提供一定的借鉴作用。     

隧道下穿高速公路路基沉降规律

为研究隧道下穿施工引起的既有高速公路路基沉降情况,取工程原状土试样进行隧道围岩抗剪强度三轴试验研究,并通过建立隧道埋深为11.25 m、8 m和15 m的Ansys有限元分析模型,数值模拟计算通过台阶法开挖至6m、12 m、18 m、24 m、30 m、36 m的竖向位移,并与现场监测结果进行数据比对分析.结果表明:隧道围岩抗剪强度较小,抗剪强度值随围压变化较大;数值模拟沉降曲线趋势基本符合现场监测数据,模拟沉降值比现场监测沉降值小10%~20%;隧道开挖初始阶段会对周围土体造成较大扰动;通过增大隧道埋深可以有效减小不均匀沉降对路基的破坏,但应注意增加隧道埋深对沉降范围的扩大作用.     

基于全位移理论的引水隧洞围岩变形全过程研究

鉴于当前隧洞监控量测方法无法测得由隧洞提前开挖扰动所产生的位移和未及时安装监测设备所损失的位移，因此隧洞围岩变形不能准确预测，基于全位移理论，提出了隧洞开挖过程中损失位移、超前位移和围岩内部变形全位移的计算方法. 对现场监测数据进行回归分析并采用FLAC3D有限差分软件模拟隧洞开挖.研究结果表明：隧洞开挖全过程中，围岩内部位移变化曲线呈S形特征，即分为初始增长、快速增长和稳定收敛3个阶段；掌子面空间约束效应的影响范围大致在前后4倍隧洞直径内；数值模拟中超前位移与全位移比值即围岩超前位移比，计算结果为0.3~0.4，与工程现场围岩实际变形规律相符. 因此，所求得的围岩内部变形全位移更符合现场实际情况，可为后续隧洞开挖过程中围岩内部变形全位移的计算，以及预留变形量的设置提供理论依据.     

大跨径水工隧洞围岩力学参数反演分析

为了验证位移反分析法在隧道施工过程中实际应用的可行性,以大田平原排涝隧洞为研究对象,选取隧洞围岩的弹性模量E和黏聚力c为反演参数,采用黄金分割法对所选断面围岩进行位移反分析的优化迭代计算,并以此得到的反演参数组合代入FLAC3D数值模拟软件中,计算该断面的围岩沉降变形,将结果与实际监测拱顶沉降数据进行对比.结果表明,此类反分析方法反演得到的围岩力学参数可靠,可以获得比较符合地质条件和工程应用的参数,反演结果可以预测后续施工的位移,并可以通过控制设计开挖量,减少喷射混凝土用量,节约工程成本.     

隐伏溶洞隧道围岩稳定性数值分析与围岩变形动态监测

以闭寨隧道为工程背景,用Midas GTS软件对施工过程进行数值模拟,并将数值模拟结果与现场测量结果进行比较分析。结果表明:开挖断面在经过溶洞的过程中,围岩位移增加较大,其中水平收敛位移增量最大,存在溶洞断面的水平位移是没有溶洞断面的2倍左右;溶洞左侧与隧道右侧塑性区基本连通,二者所夹围岩稳定性差;数值模拟与现场监控量测所得的围岩变形规律基本一致,所得结果可以有效地指导施工。     

砂性土深基坑开挖与支护变形监测的数值分析

地铁车站深基坑开挖面大、变形控制等级高,而南昌又处在砂性土地区,土层黏聚力较小,与其他地区地质差异较大,基坑开挖与支护可借鉴的经验较少。因此,需要对其变形规律进行研究,为其他车站深基坑设计与施工提供一定的参考。本文以南昌轨道交通某深基坑工程为背景,通过现场实测并结合FLAC3D建立计算模型,对其开挖与支护进行了数值模拟分析,通过计算得出不同开挖阶段的地表沉降、围护桩和周围土壤分层水平位移、轴力的变化规律。研究结果表明:围护桩分层水平位移和轴力以及周围地表沉降直接反映了基坑变形特性,而钢支撑的施加则明显限制了基坑的变形。现场监测结果和数值模拟结果得到的规律基本一致。     

基于三维数值模拟的高边坡开挖安全预测

通过对广乐高速K102路堑高边坡进行开挖实况数值模拟,利用ABAQUS三维数值模拟对高路堑边坡开挖施工过程中的边坡表面水平位移和深层水平位移的拟合,根据现场监测结果对边坡安全预测.研究表明:利用ABAQUS有限元程序能够有效模拟高路堑边坡的开挖加固过程,与现场监测结果相对应;三维数值模拟能够模拟非规则边坡的开挖,反映边坡的变形及内部塑性应变区,对现场边坡开挖加固具有指导意义;三维数值模拟所得的表面位移与深层位移结果与实测结果取得较好的拟合,计算结果合理可靠,根据位移变化突变点进行安全预测具有可行性.     

隧洞施工开挖过程初次支护时机选择方法

建立某隧洞的二维和三维数值模型,分别以开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间的距离为控制参数,研究二维数值分析中的最佳初次支护时机问题和三维数值分析中的开挖面空间效应问题,并从隧洞开挖过程中围岩的变形规律出发,分析开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的关系。提出位移完成率的概念,并以此构建开挖荷载释放率和掌子面与监测断面间距离之间的对应关系,最终给出基于位移完成率的最佳初次支护时机选择方法。研究结果表明:不同支护时机下围岩稳定性差别明显;随着开挖荷载释放率的增大和开挖过程中掌子面的推进,监测断面的围岩位移不断增大直至最终稳定。     

深基坑桩锚支护结构位移分析及数值模拟

基坑开挖会引起周边既有建筑和道路的沉降和位移。为了研究基坑开挖过程中,土体卸载对周边既有建筑的影响规律,以安徽璀璨明珠商场深基坑工程为研究对象,对桩锚支护结构在深基坑中的应用进行研究。通过理论分析、现场实测和FLAC3D数值模拟对支护结构进行综合分析,重点对比了在基坑开挖过程中支护结构及周边环境的位移实测数据和数值模拟结果的偏差,结果表明:运用FLAC3D软件进行数值模拟,模型结果总体上与现场实测数据具有良好的相似性,能够比较准确地反应基坑开挖土体压力、变形的演变规律。本工程基坑水平位移监测点最大位移为25.96mm,小于监测报警值30mm。其中基坑侧壁水平位移监测是重点。分析了造成数值偏差的三大原因,对于深基坑支护结构设计具有一定的参考价值。     

浅埋大跨度双连拱隧道施工数值模拟研究

以苏州凤凰山大跨度双连拱隧道工程为例,采用有限元软件对多工序开挖条件下双连拱隧道围岩应力场、位移场的变化及初期支护的受力情况进行了详细的分析.通过分析得出,中隔墙顶部及拱腰处围岩存在应力集中的现象;中隔墙中间部位应力最大.竖向位移在主洞拱顶和拱底较大.通过现场实测,测得拱顶沉降随开挖工序的变化趋势,将理论分析结果与实测结果进行对比分析,结果表明,数值模拟得出的拱顶沉降与实测结果基本是一致,由此证明,数值模拟结果能真实反应现场隧道围岩的应力应变状态随开挖步骤的变化趋势.     

KL油田沙三下亚段混合沉积特征及演化

针对目前莱州湾凹陷南斜坡带KL油田沙河街组三段下亚段陆源碎屑与碳酸盐岩混合沉积形成条件、沉积特征及模式认识程度较低的问题，利用该区壁芯、薄片及扫描电镜等资料，结合构造演化、古气候和古地貌背景，在层序格架约束下研究沉积环境，分析其沉积特征。结果表明，研究区发育混合沉积，形成于宽缓斜坡、亚热带湿润气候，兼具湖平面、物源、水动力条件周期性变化等条件；该混合沉积包括相缘渐变混合与原地混合两种沉积类型，互层式和组分式两种混合模式，以及4种混合样式。两种混合沉积类型沉积机理不同，混合模式及组合样式表现较大差异，因而具有不同的储层微观特征。     

结合降水流线方程估值沉降量的一种计算方法

基坑降水会引起土壤固结沉降,影响临近建筑的安全。沉降量的估算,与某一平面某一点处的地下水位降深位置(函数)有关。结合流线方程,通过沉降计算可以求得沉降估值,因而能够较为合理的估算距离基坑任一位置的沉降量,并为判断建筑物沉降与实际影响程度提供理论计算与参考。     

漳州某基坑抽水引起地面沉降的初探

由于基坑快速抽水导致基坑周边地面沉降。通过对场地因抽水引起地面沉降的计算和试抽水等方面的前期工作,分析了因基坑降水对地面沉降的影响,并据此来调整完善基坑降水方案,取得了明显的社会和经济效益。     

航道整治线宽度计算研究——以汉江下游河道为例

在总结现有整治线宽度计算研究成果的基础上,根据汉江来水来沙条件和整治河床演变特点,基于河流输沙平衡及能量耗散原理,建立了适应于汉江下游悬移质造床为主河段的整治线宽度新的计算方法,该方法应用于汉江下游航道整治工程中,航行条件获得了显著改善.该研究成果为未来航道整治工程规划设计提供了重要参考.     

鄂尔多斯盆地延长探区下古生界热演化史

通过钻井和试气资料,统计了延长探区马家沟组现今地层温度.应用地化资料,对马家沟组烃源岩热演化程度进行了评价;应用多种古地温研究方法恢复该区最大古地温梯度;采用将今论古方法探讨了该区各个时期的古地温梯度.在剥蚀厚度恢复的基础上,详细配置各个地层的岩性、物性、地化参数等指标,恢复了该区埋藏沉降史和热演化史.沉降史模拟表明晚三叠世(217～207Ma)为该区沉降的主要发育时期.热演化史模拟表明:延长探区马家沟组烃源岩在晚三叠世末期进入成熟阶段,晚侏罗世进入高成熟阶段,早白垩世达到过成熟干气阶段.下古生界烃源岩主生烃期为晚侏罗—早白垩世.     

改性膨润土混凝剂处理阳离子染料染色废水的研究

介绍了自制的复合改性膨润土对阳离子染料染色废水的吸附絮凝特性,考察了ｐＨ值、反应温度、反应时间、复合改性膨润土用量、助剂、无机盐等因素的影响。结果表明,复合改性性膨润土对阳离子染料染色废水具有优异的吸附性能,以聚丙烯酰胺作助凝剂可使脱色率达９９．９％,ＣＯＤ去除率达９３％,污泥沉降比仅为１～２％,并且具有沉降快、适应性强、操作简单、费用低廉等优点。     

地壳演化和变形的非线性动力学:3云南兰坪盆地研究

滇西兰坪盆地是一个重要的中新生代陆相盆地，产有丰富的铅锌铜银矿产资源．综合考虑多因素和多过程的非线性耦合与反馈作用对兰坪盆地的沉降、沉积、岩石渗透性、流体和成矿作用的演化过程进行了数值模拟．随着盆地沉降和地层沉积，盆地的演化是一个复杂的非线性动力学过程，岩石渗透性随时间和空间发生复杂的演化，至主成矿期(喜山期)发育三合洞组、花开佐组、景星组和云龙组等4个高渗透性层位．而成为4个主要成矿层位．岩石与断裂构造的耦合作用可产生高的断裂渗透率，并且不同岩石的断裂渗透率的演化特征存在显著差异，导致成矿受断裂与岩性的耦合控制．由于盆地演化的非线性和非均匀性，导致流体成矿作用只能在最有利的局部层位和局部地段发生。     

沉降速率与沉厚比控制填土速率的对比研究

在实际工程中急需一条拓宽公路来满足温州日益增长的交通.对温州浅滩灵霓海堤试验段的沉降规律进行分析,研究表明:软土沉降规律呈阶梯状.用沉降速率来控制路堤施工进度只是考虑了沉降量与时间的关系,而不能考虑到荷载的影响,考虑采用体现沉降量、时间、荷载三方面因素关系的指标——沉厚比,用这一指标来控制沉降,比用沉降速率控制更有效.     

东营凹陷牛庄洼陷沙三中段浊积扇特征研究

通过对牛庄洼陷牛 30、牛 4 3等钻井沙三中段的岩芯观察以及对大量的测井、分析测试、构造背景等资料的综合研究 ,认为此时该区存在两种类型的浊积扇深水浊积扇和三角洲前缘滑塌浊积扇 ,并对它们的微相类型、沉积特征作了总结 ,探讨了此两类浊积扇之间的关系 ,提出了它们的演化模式。     

山东省产业结构演变城市化响应强度时空变化规律研究

引用“产业结构演变的城市化响应系数”这一概念,根据山东省1953 ～2010年数据分析了全省范围内响应强度的时序变化规律,并以2000年、2005年和2010年山东省17地市的响应系数为基础,研究了产业结构演变的城市化响应强度的时空分异规律并划分类型.结果表明：山东省产业结构演变城市化响应强度呈增长趋势;空间分异呈现东高西低、沿海高内陆低、济青沿线高等特点;产业结构演变与城市化进程基本呈协调态势,但也存在较大波动,仍需通过城市化继续带动产业结构优化升级.