基坑开挖对邻近地铁隧道变形的影响分析

当地铁隧道距离基坑较近时,基坑施工会对地铁隧道的围岩应力进行重分布,并引发隧道结构产生变形及内力变化,甚至影响隧道的正常运行.文章应用三维数值分析的手段,对基坑施工过程进行三维动态模拟分析,并结合现场实际监测数据,分析基坑开挖对邻近矿山法地铁隧道的影响.分析表明,基坑施工会使邻近矿山法地铁隧道结构产生变形,但变形量非常微小,不会影响到地铁隧道的结构安全性.其现场实测数据与有限元分析结果对比反映了隧道变形的规律,可以为以后的工程提供参考.     

城市隧道基坑地下连续墙变形特性研究

为了研究城市隧道深基坑开挖引起的地下连续墙墙体变形规律,对南京纬三路过江通道工程隧道基坑监测结果进行了以下几方面的统计分析:基坑开挖引起的墙体侧移的时空变化特征,墙体最大侧移位置的特征,有支撑开挖下地下连续墙最大侧移简易预估模型(KJHH)对地下连续墙最大侧移进行预估的实用性.研究表明:随着基坑开挖深度的增加,地下连续墙变形逐渐变为明显的“胀肚型”,平均值为0.144％He(He为基坑开挖深度),最大侧移随着开挖深度的增加而增大;地下连续墙最大侧移埋深出现在开挖面稍下一点位置,产生这一现象的主要原因是本基坑中淤泥质黏土软弱土层一般处于开挖深度的中上部,开挖这些土层会在开挖面产生较大的变形;采用KJHH简易模型预估得到的地下连续墙最大侧移和实测值接近,说明KJHH简易模型可以有效地预估本工程地下连续墙的最大侧移.     

管幕预支护隧道施工变形特性相似模型试验研究

基于相似理论分析管幕结构模型试验的相似关系,通过试验合理选取和配制了相似模型试验材料,考虑管幕横向连系进行了管幕预支护隧道相似模型试验,研究了不同管幕布置型式、不同管幕间距、不同管间横向连系等情况下,隧道开挖引起管幕结构和地层变形特性。研究结果表明,在当前模型尺寸条件下,"门"字形管幕施工比"口"字形管幕引起地层变形增大28.3%左右,大间距管幕施工引起的地层变形值比小间距增大约10%,不考虑横向连系管幕施工引起地层变形显著增大,其相对于有横向连系工况变形增大约30%。实际工程中建议采用小间距、"口"字形布置的管幕,并加强管幕间的横向连系,可有效控制管幕结构和周边地层的整体变形。     

异形基坑施工变形特性分析

以某异形基坑工程为研究对象,采用FLAC3D有限差分法对其开挖和支撑过程进行数值模拟,得到SMW工法桩体水平位移和钢支撑轴力的变化规律,并将结果与类似封闭基坑数值模拟计算结果进行对比分析,最终得出异形基坑施工的变形特性。     

连续墙与土体接触特性对深基坑变形分析的影响

采用考虑连续墙与土体接触面的三维弹塑性有限元方法对上海银行深基坑工程进行了数值分析,得到了基坑围护墙体的变形与基坑开挖引起的周围地表沉降.结合实测数据,与不考虑接触面的分析结果进行比较,讨论了连续墙与土体接触面特性对基坑变形分析结果的影响.结果表明,考虑接触面特性的计算方法与实测结果更加吻合,不考虑墙土接触面特性所得到的基坑变形和坑外地面沉降偏小.     

紧邻地铁站的超大深基坑逆作法变形规律研究

某超大深基坑紧邻城市2条地铁线交汇处的换乘站,周围环境复杂,基坑施工难度大,因此基坑支护结构施工顺利及对相邻地铁站的变形控制成为工程成败的关键。文章结合基坑工程2种施工方案,利用有限元软件MIDAS GTS建立三维有限元模型,研究了基坑盖挖逆作法施工对地表沉降、支护结构和相邻地铁站的变形和受力影响,得出影响逆作法施工的相关因素,并提出相关解决措施与建议。采用盖挖逆作法施工能够较好地控制基坑支护结构的变形,同时减小对地表和地铁站的影响。综合考虑基坑施工对围护结构、地表和地铁换乘站的影响,首层土体暗挖法要优于明挖法,但是暗挖法对围护结构强度和刚度要求高,特别是楼板临时洞口处。所得相关结论和建议可供设计和施工参考。     

高速公路隧道施工中粘弹性变形的有限元分析

以浙江上三线高速公路隧道为工程背景，应用大型有限元软件MARC对洞口段隧道进行动态施工全过程三维有限元模拟。分析了施工工序，工艺对隧道拱顶沉降，侧壁收敛变形的影响，全面追踪了动态施工中隧道关键部位的变形过程，并基于弹性－粘弹性对应性原理，由各向同性及横观各向同性弹性计算的变形结果预测隧道的粘性变形。     

变形监测技术在深基坑施工中的应用

基坑工程在现代城市建设中应用广泛,而基坑工程的复杂性、不可预见性又要求必须对基坑支护结构稳定性进行实时监测。本文阐述了基坑监测中基本原则,并结合西宁市城东区共和路东侧一深基坑变形监测项目,通过任意设站极坐标法对支护结构顶部水平位移监测点进行观测,及时反应支护结构在突发情况下的变形情况,准确的分析基坑变形原因并提供处理依据,保证了基坑及周围建筑的安全。     

紧邻浅埋暗挖地铁隧道地下密集管线及土层变形

针对地铁隧道施工影响下紧邻密集管线保护问题,依托南昌地铁实际工程,采用ABAQUS软件建立土体-密集地下管线-隧道暗挖三维有限元模型,结合现场实测数据与数值模拟结果,分析了隧道CRD (cross diaphragm)工法施工时的地层变形规律、地下管线应力特性与地下管线变形规律,并对管线周边土体有无注浆加固时的管线力学特性进行了对比。研究结果表明：(1)隧道开挖引起的管线变形以沉降为主,管土刚度差异对管线变形和应力影响显著。(2)管土刚度差异越小,管线变形趋势与土体变形趋势越接近;管土刚度差异越大,管线对地层变形的抵抗作用也越强会产生较大应力。(3)隧道左右导洞上方管段是危险区域,需重点保护。(4)密集地下管线主要表现为管线材质、管线几何特性、管线与隧道的空间位置关系不同,保护地下管线的核心在于控制地层沉降,地下管线保护关键阶段是隧道掌子面接近管线,此时应确保超前注浆效果和初期支护快速封闭,并加强对管线变形的监测。     

某黄土隧道施工变形规律分析

通过对兰新二线某大断面黄土隧道施工过程中变形监控量测资料的分析,探索了大断面黄土隧道施工变形规律,据此提出了大断面黄土隧道施工变形控制方法和要点。该黄土隧道变形规律表现为:隧道开挖后隧道拱顶产生一定的下沉、两侧边墙收敛,量测断面累计沉降量大多在2～6cm,收敛量测值在15mm左右;隧道拱顶下沉量大于水平收敛,初期支护封闭后,隧道周边变形基本上不再发展。     

隧道开挖对周围建筑物造成的损害及治理措施

隧道开挖势必引起土体的沉降及变形,当地表沉降及变形达到一定程度时将对周围存在的各类建筑物造成影响,造成其正常使用功能的丧失。本文分析了隧道开挖对周围建筑物的各种损害形式,并为此提出了三种保护建筑物的措施,对各项治理措施的优缺点进行了比较,以便使各种措施合理的应用于施工中,确保周围建筑物在隧道开挖过程中能够正常使用。     

损伤张量与巷道围岩变形分析

通过对损伤弹塑性模型和常规塑性模型两种有限元模型的计算分析得知，采用岩石力学参数计算的损伤有限元模型比采用岩体力学参数计算的常规有限元模型更能反映岩体的不连续性，且围岩位移的计算值怀实测吻合较好。     

基坑施工降水对邻近地铁隧道的影响

基坑施工降水对邻近地铁隧道产生附加沉降,正确评估其大小及对地铁运营安全的影响具有重要意义。介绍了某工程基坑支护结构及周边复杂环境条件,考虑基坑围护桩人工挖孔桩施工降水实际情况,在某些假定条件下,采用简化大井降水分析方法。分五种工况对围护桩施工降水对邻近地铁隧道产生的附加沉降进行了计算分析。结果表明:考虑降水对地铁最大影响时,地铁隧道产生的最大沉降为5.7 mm,不满足地铁运营线路轨道变形的要求;采用跨三桩施工降水可将地铁隧道产生的附加沉降控制在地铁运营线路轨道变形范围内。针对减少基坑施工降水对地铁隧道的影响,提出了一些建议与措施。     

深基坑支护结构变形的三维有限元分析与模拟

在工程实践中,对于深基坑开挖过程的模拟计算多采用平面应变分析方法,但由于深基坑开挖实际上是三维过程,平面分析忽略了开挖墙角处的三维效应,因此,计算结果偏于保守,为此,研究了不同有限元网格划分下基坑变形的情况,提出一种非线性的、三维有限元分析手段,用于深基坑开挖过程中预测围护墙变形和地表沉降值,为了更接近实际,采用了一种新的接触面单元,Desai单元,模拟土与结构的相互作用,三维分析结果表明,基坑内网格密度对于计算结果的精度有较大影响。     

穿江隧道拱顶沉降的三维有限元分析

以浏阳河穿江隧道西线单洞CD法开挖为例,利用Ansys有限元软件对隧道开挖过程进行了三维动态模拟分析,得到在CD法开挖下隧洞拱顶沉降值,并与实际监测数据进行对比,总结了在该工程条件下隧道拱顶沉降的特点和变化规律,为以后类似的工程提供借鉴、依据和指导.研究表明：拱顶沉降随空间位置变化不明显;隧道上层覆土固结程度越高,拱顶沉降越小;加固区范围适合,抗渗性良好,渗流对拱顶沉降有一定的积极作用.     

围岩在不同开挖步下载荷释放率研究

隧道开挖过程中存在应力释放问题,所以正确模拟围岩荷载释放率是数值分析的关键.以往研究者模拟围岩释放率采用经验法或者二维模拟分析,而隧道开挖是空间问题.因而对于复杂应力状态条件下的隧道开挖会造成很大的误差.因此,本文根据围岩参数三维数值模拟隧道全断面开挖确定荷载释放率.与部分以往研究结果不同,拱底出现隆起,释放率出现负值.     

类矩形盾构下穿施工引起邻近隧道变形研究

基于镜像法和Mindlin解,考虑土体损失、刀盘推力、盾壳摩擦力和注浆压力的影响,推导出类矩形盾构隧道施工在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式,将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,结合最小势能原理推导出既有隧道竖向位移计算公式。依据工程实例构建数值计算模型,对比本文计算结果和数值模拟结果,验证本文计算方法的适用性。研究结果表明：本文计算方法的结果与数值模拟结果吻合程度高,验证了本文计算方法的正确性;随着类矩形盾构隧道掘进,邻近隧道的纵向位移、环间剪切量和剪切力不断增大,在盾构机通过邻近隧道轴线20 m后趋于稳定;邻近隧道沉降变形最大处的环间剪切量和剪切力最小,沉降变形曲线反弯点处的环间剪切量和剪切力最大。     

ADINA在深基坑开挖过程中对地铁的影响分析

以上海地区的某一相邻地铁隧道的基坑为模拟背景,应用大型有限元软件ADINA,采用二维有限元模型,分别采用Isotropic混凝土模型和Mohr-Coulomb土体模型,模拟基坑开挖的各个阶段。通过实际监测变形值与模拟值的比较,表明分析结果与现场实测结果基本吻合,这为以后的相关工程设计和施工提供理论和计算支持。     

双基坑开挖对邻近隧道结构变形影响分析

通过建立三维有限元数值模型,分析了双基坑开挖不同施工阶段对已有隧道变形的影响.结果表明:双基坑与邻近隧道平行布置时,隧道会发生较大变形,其水平最大位移比垂直布置时的大10%,且后开挖基坑造成的隧道位移较先开挖基坑变形大7%左右;双基坑与隧道垂直布置时,远隧道基坑开挖对隧道影响极小,隧道变形主要由近隧道基坑开挖决定.针对上述水平布置和垂直布置工况均发现,隧道一侧双基坑开挖施工对隧道的水平位移影响较大,竖向位移约为水平位移的1/10.隧道本身在竖直方向变形为上下向中心挤压,隧道在水平方向上有指向基坑的侧移,同时隧道本身的变形为中心向两侧拉伸,且在开挖基坑中心位置对应处隧道的位移与变形最为明显.     

连拱隧道和小净距隧道的有限元比较分析

文章采用分析对比的方法,对Ⅴ类围岩下的相同埋深、支护的条件下的小净距隧道和连拱隧道施工全过程,应用ANSYS有限元程序进行模拟研究。根据2种类型隧道的应力、应变和位移,在不同工况下的对比分布规律,证实小净距隧道在位移和应力方面均优于连拱隧道,从而为隧道设计提供参考依据。