行车荷载与基坑开挖对新建及既有基坑坑底和地连墙的影响研究

地铁车站多建于交通繁忙地段,地铁车站基坑的建设受到多因素的耦合作用.为研究耦合作用对基坑稳定性的影响,本文建立行车荷载与地铁基坑开挖工序影响下的道路-新建基坑-既有基坑有限元模型,并对新建基坑及既有基坑坑底、地连墙进行分析.结果表明:行车荷载会引起土体应力重分布,应力主要分布在新建基坑附近;行车荷载与不同开挖工序主要对...     

深基坑十字交叉换乘既有地铁车站变形特性分析

基于新建天津地铁5号线与既有地铁1号线十字换乘车站——下瓦房站的现场实测数据,研究深基坑开挖与既有车站十字相交时,基坑围护结构、墙后地表和既有车站的变形规律.研究结果表明:围护结构最大水平位移约0.064%H(H为基坑开挖深度),位于地表下约0.63 H.墙后地表最大沉降约0.025%H,位于墙后约0.71 H,沉降槽影响范围约为2 H.墙后地表最大沉降与围护结构最大水平位移的比值介于0.38~1.04之间,平均约为0.77.与基坑开挖方向交叉的既有地铁车站竖向上浮,水平方向外凸,以水平变形为主.既有车站周围止水加固和加固墙后软弱土层可显著减小既有结构变形.     

后建车站基坑开挖及区间近距离下穿既有车站安全技术措施研究

本文以成都地铁某换乘站后建车站基坑开挖及区间近距离下穿既有地铁车站工程为背景,采用三维有限元方法分析研究后建车站基坑开挖及区间下穿对既有车站的叠加影响效应,重点研究后建工程实施对既有地铁车站结构及轨道的力学行为影响,提出切实可行的技术措施,并对施工全过程进行动态监测。研究结果表明:(1)应考虑后建车站基坑开挖及区间下穿对既有车站的叠加影响,以后建车站施工完成后的残余变形允许值作为区间下穿的控制标准;(2)后建车站基坑开挖卸载后,既有车站受偏压荷载发生扭转变形,后建车站支撑结构采用刚度较大的混凝土支撑,能有效控制既有车站的水平变形;(3)后建区间应尽量避免设置于既有车站柱下方,将支撑桩设置于既有车站柱下方,如不能将支撑桩设置于既有车站柱下方,应结合支撑桩实际受力状态进行设计;(4)后建工程实施后,支撑桩边桩轴压力增加2.6倍,应加强边桩设计。     

新建地铁车站深基坑紧贴既有地铁站变形分析

以新建北京地铁10号线二期宋家庄站和7号线双井站为例,对新建地铁车站深基坑紧贴既有地铁车站特级风险采用FLAC3D和Midas-GTS两种有限元软件进行分析,并结合10号线二期宋家庄站现场变形监测结果对比研究,总结降水、基坑开挖等不同阶段引起既有车站的水平、竖向变形规律,并提出风险预警及施工加固措施.     

基坑开挖对坑内工程桩影响的实测及有限元分析

基坑开挖对坑内工程桩的影响越来越受到工程界的重视.对天津站地下换乘中心盖挖逆作法基坑工程开挖过程中支承于桩基上的钢管柱的竖向位移进行了实测,在此基础上进行了有限元分析.实测结果及有限元分析表明：基坑开挖可导致工程桩产生较大隆起,截至底板浇筑完毕本工程实测钢管柱顶最大值达到33,mm,钢管柱之间及钢管柱与地下连续墙之间产生了可观的差异竖向变形.随着盖挖逆作法基坑分层降水、分层开挖及分层施做地下结构,钢管柱的竖向位移呈波动式发展.坑底以下土体的隆起除在引起桩发生较大的竖向位移外,在桩身还可引起一定的拉力.不同位置处工程桩对应桩身拉应力和侧阻分布相差较大,基坑边部桩受地连墙变形影响较大.在桩顶作用有较大荷载的情况下,基坑开挖后,桩身中下部仍会产生较大的拉力,在设计时须加以考虑.     

兰州地区地铁车站深基坑开挖对邻近地下管道的影响分析

以兰州地铁1号线某车站基坑为背景,对该基坑开挖过程中地下管道的位移进行全面分析.采用排桩加内撑支护结构对基坑进行支护,并考虑地下管道、周围土体、围护结构的相互作用,借助有限元软件ADINA建立地铁车站基坑三维有限元分析模型.通过有限元法分析,表明施工开挖步骤、管道埋深离基坑的距离对地下管道位移有显著影响,进而总结竖向位移下管道的变形规律,为深基坑设计和施工提供重要的依据.     

V-H组合荷载作用下基坑围护结构变形特性分析

为了探究竖向荷载(V)和水平荷载(H)组合作用下的地铁车站围护结构变形特性,以南宁地铁5号线某地铁车站基坑为依托,首先采用FLAC3D有限差分软件对基坑开挖支护进行数值模拟,将受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护结构变形计算结果进行对比分析,然后将数值计算得到的规律与现场监测数据进行对比验证.结果表明:现场实监测值与数值计算值较吻合,受V-H组合荷载和仅受水平荷载作用的基坑围护桩变形形式一致,预先作用的竖向荷载对桩身变形形式的影响较小;预先作用的竖向荷载能使围护桩身最大水平位移位置下移,下移深度约为开挖深度的12.5％;监测结果显示,V-H组合荷载下的围护桩身最大水平位移增大约27％,削弱了围护桩的水平承载力,同时预先作用的竖向荷载使内支撑轴力增大约10％.     

暗挖隧道施工对既有地铁车站的影响与控制分析

针对暗挖隧道施工过程中对既有地铁车站的影响,笔者结合实际隧道暗挖工程模拟其施工全过程。结果显示:呈现狭长特性的隧道,其基坑周围地表的最大竖向位移出现在隧道南、北两侧且呈对称分布;基坑地表变形最严重的一层其沉降曲线呈现明显的"凹陷状";随着开挖深度的逐渐增加,隧道北侧地表竖向位移的增加值与其呈现非线性的变化趋势。结论:暗挖隧道施工对于既有地铁车站的影响很小。     

地铁车站基坑施工对运营明挖区间的影响分析

深基坑开挖会引起邻近地铁结构变形,影响地铁运营安全,因此在工程实施前应对基坑设计及施工方案对运营结构的影响进行有效的评估分析。以某城市一邻近既有运营地铁明挖区间的地铁车站基坑为研究对象,采用MIDAS-GTS有限元软件对基坑开挖进行模拟,分析了车站基坑施工对邻近既有地铁明挖区间的变形影响,并提出相应的措施降低影响,以满足运营要求。研究结果可指导本工程及类似工程实施。     

地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟

为了研究地铁工程支护结构对周围土体变形影响的问题,应用有限元计算软件ADINA对地铁车站深基坑工程进行开挖支护模拟,建立明挖法深基坑开挖支护过程的三维模型,分析开挖过程中连续墙支护开挖和连续墙、锚杆联合支护开挖两种工况下,基坑周边地层的位移情况.研究结果表明:地铁车站深基坑的开挖与支护过程是一个基坑支护结构和基坑内土体、基坑周围土体共同作用的问题,支护结构和支护方法对基坑周围环境的影响明显,周围土体和基坑内土体对基坑性状的影响显著.     

地铁列车荷载计算方法对盾构隧道动力响应的影响

采用地铁列车移动轮载、激振力函数法和数定分析法计算得到上海地铁列车荷载时程,考虑管片-土体及管片间的接触特性和纵向螺栓的连接作用,建立道床-管片-土体系统的三维动力有限元模型,分析比较了3种计算方法所得隧道结构动力响应的差异.研究表明:3种方法所得道床和土体单元动应力以及道床点位移时程曲线基本一致;基于实测数据的数定分析法适用于地铁列车荷载引起的环境振动评价,移动轮载和激振力函数法均会导致加速度频谱分布产生误差.     

地铁运行振动诱发地层和地表动力响应分析

采用FLAC3D三维弹塑性动力有限差分模型,综合考虑地层和地表受振相互效应现象,对广州地铁某区间隧道运行列车振动诱发的地层和地表动力响应进行了分析。结果表明,在地铁运行振动作用下,地层的位移响应和速度响应向下和两侧衰减较快,但向上衰减较慢,对地表产生了较大范围的影响;地表振动加速度在隧道正上方强度最大,往两侧逐渐减弱,而在离开隧道轴线一定距离部位出现了一加强区。计算结果与现场实测数据吻合良好。     

汽车悬架振动分析研究方法

提出了一种评价悬架振性能的分析方法，根据汽车振动特点建立八自由度振动模型，以隆格－库塔法为算法基础，运用计算机进行数值求解，计算出振动模型在运动过程中受到激励时的振动位移，速度和加速度值以及车轮相对动载与加速度有效值等评价指标。并对ＳＡＮＴＡＮＡ２０００车型进行了初步振动分析。     

时速80 km/h地铁地下线梯形轨枕轨道现场测试分析

为评价时速80 km/h地铁作用下梯形轨枕的工作性能,对北京地铁某线梯形轨枕道床进行现场动位移和加速度测试,从时域、频域和Z振级角度对加速度指标进行分析,从时域角度对动位移数据进行分析,评价梯形轨枕轨道工作性能。结果表明:地铁列车作用下普通道床钢轨、道床和隧道壁振动有效值为14.1、0.48、0.069 m/s~2,梯形轨枕断面对应测点振动有效值为18.1、0.62、0.016 m/s~2,隧道壁处振动加速度在1～1 000 Hz内均有一定减振效果,最大Z振级差值为11.9 dB,梯形轨枕道床钢轨垂向、钢轨横向、梯轨垂向、梯轨横向最大动位移分别为0.34、0.13、1.21、0.081 mm。     

铁路车辆/轨道耦合系统在冲击载荷作用下的动应力分析

采用有限元方法,对我国C61型运煤货车,按照车辆/轨道系统的实际结构和边界条件建立了包括车辆和轨道系统在内的有限元模型,应用大型非线性动力分析程序LS-DYNA3D模拟车辆通过轨道错牙接头时的轮/轨系统冲击载荷,然后进一步计算侧向架和钢轨在冲击载荷作用下的动应力。计算结果表明,车轮和轨道之间的动态接触力大约是静轮载的2倍,与现场试验结果基本吻合;侧向架和钢轨在冲击过程中的应力和变形比较大。     

一种新型动力吸振式轮边驱动系统仿真分析

针对一种基于电机摆动式动力吸振原理的新型轮边驱动系统,推导其振动力学微分方程,在MATLAB与ADAMS仿真软件中建立三自由度振动模型,进行车身加速度和车轮动载功率谱密度的仿真分析,验证了理论公式及仿真模型的准确性;并以车身加速度与车轮动载为指标,将该系统与一般轮毂电机驱动系统对比研究其改善车辆平顺性和车轮接地性的效果.结果表明,这种新型轮边驱动系统可有效降低车身加速度和车轮动载,从而显著改善车辆平顺性和车轮接地性.     

基于新欧洲行驶循环的轮边驱动电动汽车平顺性仿真及优化

针对某型轮边驱动电动汽车,为提高车辆平顺性能,推导其动力学微分方程,在MATLAB/Simulink中建立1/4车辆平顺性仿真模型,在新欧洲行驶循环(new european driving cycle,NEDC)工况下,以车身加速度和车轮动载荷为指标,与吸振式轮边驱动电动汽车对比其平顺性能。针对吸振式轮边驱动电动汽车,以车轮最大振动位移的最小值为目标函数对其悬架与吸振器参数进行优化设计,并进行仿真对比。仿真结果表明,优化后的吸振式轮边驱动电动汽车车身加速度均方根值降低了8. 2%,车轮动载荷均方根值下降了0. 12%,明显改善了车辆平顺性能,对改进轮边驱动电动汽车的行驶平顺性能具有一定的指导意义。     

地铁施工穿越铁路车站对列车限速的影响

对南京地铁南京站站的开挖施工引起的铁路轨道变形 ,采用车辆 -轮轨系统耦合动力学非确定性激扰模型 ,就南京地铁车站的开挖施工期间沪宁铁路客、货列车的限速和施工期允许的轨道最大变形量进行计算分析 ,提出了合理的列车过站限速值     

轨道参数对无砟轨道振动特性的影响分析

依据弹性支撑块式无砟轨道的力学特征,以及地铁车辆的实际参数,建立了轮轨非线性耦合系统模型.通过对该模型的求解可以得到系统中钢轨和轨枕的竖向振动加速随时间的变化过程,结合快速傅里叶变化的方法,分析了钢轨和轨枕振动加速度在频域中的变化.引入根据人体敏感度进行修正后得到的振动能量指标,对钢轨以及轨枕的振动能量进行量化分析,评价了系统中各个参数对于系统振动特性的影响.结果显示,增加各垫层的刚度和阻尼都能直接导致系统振动能量的减少,其中增加刚度导致振动能量减少的幅度要大.     

25 t轴重货车通过道岔时动力学性能分析

在车辆-道岔系统动态相互作用动力学模型基础上,建立针对新型12号混凝土岔枕单开道岔系统动力学模型,分析21 t及25 t轴重货车侧向和直向通过该型道岔时系统的动力学特性.结果表明尽管轮轨力和振动加速度因轴重增加而相应增大,但由于25 t轴重货车在轴箱处采用橡胶堆,使它与道岔之间的动态相互作用有所改善,尤其是脱轨系数、减载率、尖轨和心轨前端开口量等指标上,与21t轴重货车引起的系统振动值基本一致.由此证明新型货车通过新型道岔的安全可靠性.