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。     

新旧路基结合部位沉降特征三维数值分析

新旧路基结合处理技术是确保既有线路改造成功的关键。运用有限元分析的基本原理,采用Adina数值模拟软件模拟了局界到湖沿的新旧路基立体交叉结合的典型断面,对新旧路基结合部位的沉降特征进行综合研究,包括内侧路肩和外侧路肩顶面的纵向沉降、路基结合处三个剖面顶面的横向沉降,并分析产生不均匀沉降的原因。计算结果表明,不均匀沉降主要发生在新路基一侧;地基的固结沉降和新旧路基的相对滑移是造成不均匀沉降的主要原因;沉降量最大值出现在新路基靠近顶点的一侧。结合立体交叉路段的沉降规律,提出了改进措施。     

铁尾矿砂路基沉降及稳定性数值分析

为评价包边土和土工格栅处置铁尾矿砂路基的效果,充分认识铁尾矿砂填筑路基的适用性,并提高其利用率,对4种工况的铁尾矿砂路基(6m填高)的沉降和稳定性进行有限元数值计算。4种工况分别为:无包边土,无土工格栅(工况Ⅰ);有包边土,无土工格栅(工况Ⅱ);有包边土,包边土与铁尾矿砂交接处铺设三向土工格栅(工况Ⅲ);有包边土,满面铺设三向土工格栅(工况Ⅳ)。研究结果表明:工况Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ的最大工后(600d)沉降分别为19.547、19.711、19.540、18.298cm;固结阶段路面顶面中央处的沉降以工况Ⅳ最小,工况Ⅱ最大;最大水平位移发生在坡脚下7~8m处,其次发生在土路肩边缘处,坡脚下水平位移向路基外侧发展,而土路肩处水平位移向路基内侧发展;工况Ⅳ潜在滑移面贯穿至基底5m深度处,工况Ⅰ潜在滑移面位于路基边坡上,其抵抗滑移的能力最差;同时满面铺设土工格栅和设置包边土对提高路基稳定性的效果最为明显,安全系数可提高0.9;铺设土工格栅可有效减小铁尾矿砂路基顶面边缘的侧向位移,对有效预防路基路面纵向开裂具有积极作用,但其不能有效减小基底侧向位移;黏土包边提高了铁尾矿砂路基的稳定性,但加大了路基的不均匀沉降;设置包边土和铺设土工格栅的处置措施对提高填方边坡稳定性效果比减小沉降效果明显。     

引水隧道下穿铁路线路基沉降的数值分析

以福建省九龙江北引引水隧道下穿铁路线为研究对象,采用软件FLAC3D分析双洞引水隧道的下穿开挖对鹰厦铁路双线、厦深高铁双线的铁路路基的影响,通过模拟路基未加固和加固2种工况下,隧道单线贯通及双洞贯通后的路基的沉降情况.计算结果表明:最大沉降位于两隧道中心线正上方,路基未加固:右洞开挖对路基沉降的贡献64%左右,左洞贡献36%左右;路基加固:线开挖对路基沉降的贡献66%左右,左洞贡献34%左右.对比实测数据较为一致,证明拟合较好.     

铁路路基沉降预测评估方法适用性对比分析

铁路路基工后沉降变形分析评估是铁路轨道工程铺设的必要条件和关键工序之一。文章利用灰色理论、指数法和双曲线法对铁路路基沉降进行研究预测,得出了不同模型的预测精度。从结果来看三种模型中灰色理论能够更好地反应沉降趋势,分析预测精度较好,可为监测提供有效的信息。     

盾构长距离下穿铁路股道引起的地表沉降分析

以天津津滨轻轨天津站至七经路站的盾构施工区间工程为对象,对多条铁路轨道下,盾构长距离推进过程中引起的地表变形进行了三维有限元数值模拟,根据模拟结果分析了盾构施工导致沿盾构方向和垂直于盾构方向的地表沉降量,总结了盾构施工各阶段发生的地表沉降变化规律;研究了盾构掘进对地表的扰动范围;模拟和分析了不同工况下盾构施工引起的地表沉降差异.结果表明,数值计算的地表最大沉降量在18~20 mm,与其监测值较吻合,注浆量对地表沉降的影响比注浆压力和土舱压力显著.
     

工程降水引起地基固结沉降三维数值分析

为保证施工现场条件的干燥性,必须采取措施降低地下水水位,但是降水后会引起土体的固结沉降,对地面早已存在的建筑物构成潜在的威胁.工程降水施工诱发地基沉降是一个三维空间流固耦合问题,借助三维有限差分数值模拟软件FLAC3D建立地层降水过程中渗流场与应力场耦合模型,以金普线地铁隧道8标降水工程为例进行数值模拟,探究土体在饱和状态下改变地层渗透系数达到渗流稳定时的沉降和地下水分布特征.     

顶管施工引起地表沉降的三维数值模拟分析

本文通过建立三维有限元模型,对项管施工引起的地表沉降进行了数值模拟分析.并对管道埋深和管道直径两种因素对地表沉降的影响进行了探讨,得出一些有益结论,为采取措施减少地表变形提供了借鉴.     

路基不均匀沉降引起有砟轨道沉降的计算方法

针对路基不均匀沉降引起有砟轨道的沉降问题,以钢轨沉降变形的连续弹性点支承梁模型矩阵解法为基础,引入描述余弦型路基不均匀沉降的非线性边界条件及相关假定条件,提出了基于连续弹性点支承梁模型的路基不均匀沉降引起轨面沉降计算方法,并编制了C++计算程序.并通过上海市轨道交通2号线西延伸工程盾构法隧道下穿沪昆铁路线工程,结合路基实测沉降数据,采用该方法计算了路基沉降引起的轨面沉降,并与实测轨面沉降数据进行对比分析,结果表明:计算所得钢轨面的沉降槽宽度与实测结果基本相同,沉降幅值比实测值略小,但相差不超过1mm(约为轨面沉降值的4%).     

浅谈铁路路基填料选择与沉降控制

本文结合近年来的一些科研成果,对铁路路基的填料选择、沉降控制与观测等问题进行探讨分析,提出自己的看法。     

铁路顶管施工中路基面沉降的研究

分析了现行铁路顶管施工中的不足之处 ,将有限元方法引入到铁路顶管施工中路基面沉降的计算 ,并针对铁路路基 ,考虑列车荷载建立三维路基有限元计算模型 ,最后用算例加以证明 ,并得出一些结论 ,这些结论对铁路顶管的施工和设计都具有一定的意义     

箱涵下穿既有铁路路基注浆补强效果数值分析

在某工程采用箱涵下穿既有线路方法建造立交道口时,为保证箱涵顶进过程中列车的通行安全,在顶进前对一定范围内的路基用水泥砂浆进行了注浆补强.为考察其效果,运用FLAC3D建立了一个三维模型,对箱涵顶进过程进行了数值模拟分析.模拟结果表明:箱涵周围土体注浆补强,可使顶进施工引起的线路沉降有所减小,且沉降曲线明显变缓,这样在保证安全的前提下可以适当提高列车通行速度.     

胶新铁路软土路基沉降变形规律研究

基于胶新铁路实验研究项目,对实测结果进行了理论分析与对比.详细分析了通车前和通车后软土路基的沉降变形特征.根据麦钦特模型对路基沉降计算方法提出了修正的计算公式.结果表明,修正公式很好的反应了沉降变化规律.     

软土层厚度差对路基差异沉降的影响数值分析

针对高速公路修建中软土路基存在差异沉降的问题,采用有限元数值模拟方法,并结合现场实测数据验证,研究了因软土层厚度不同引起的差异沉降以及各软基处理阶段(路堤填筑阶段、预压阶段)的差异沉降速率变化规律.分析结果表明,软土厚度的变化对路基的差异沉降具有较大的影响,同时进一步证明超载预压能有效控制差异沉降.     

内马铁路陡坡路基不均匀沉降及影响因素分析

陡坡路基不均匀沉降影响路基稳定性.以内马陡坡路基为工程依托,通过数值计算,分析不同填筑坡率,填筑高度、路基填筑的压实度等对陡坡路基不均匀沉降的影响.结果表明路堤坡度对路基变形有一定的影响,路堤坡度越大,路基的不均匀沉降量越大、总沉降量也越大.地基坡度对路基沉降有着显著影响,沉降差异随坡度的增大而增大.填土高度对路基沉降影响较大,随填高增加沉降增加量呈增大趋势且填土越高断面差异变形也越大.填土弹性模量对路堤填土总沉降、路堤填土不均匀沉降影响较大,不均匀沉降随着模量增大而逐渐减小.     

基坑降水引起地表沉降过程数值模拟

通过对地下水渗流理论进行分析,计算出任意点、任意时刻的水位降深数据.根据固结理论得出地表沉降数据,通过交叉验证对插值方法有效性进行评价,根据有效性评价的结果选择出最合适的插值方法,并在此基础上,实现地表沉降过程的数值模拟.根据预测降水开始后不同时间段基坑周围的地表沉降量,可以及时采取有效防护措施,降低基坑抽水对周围环境的影响.     

山碴石填料路基沉降数值模拟研究

考虑到山碴石在石料强度、含石量与常规土石方有所区别,其材质不均匀性及岩土体本构关系等问题,采用有限差分的方法对山碴石填料路基沉降计算模型进行分析.结果表明:不同深度处路基的竖向位移沿径向变化的规律基本相同;振动碾压作用下,沉降与径向距离呈负相关,且衰减速率呈先快后缓,越靠近振动碾压的部位,沉降值越大;山碴石路基分层碾压效果随分层数的增加越来越明显;随着土体弹性模量的增加,山碴石填料路基沉降量的下降幅度较大.     

某竖井开挖对铁路路基边坡稳定性影响数值分析

本文通过数值模拟分析了某竖井开挖对既有铁路路基边坡稳定性的影响,数值分析结果表明,竖井施工对铁路路基边坡稳定性及路基沉降影响不大,边坡支护采取的措施是有效的,支护结构参数选择是合理的,边坡在竖井施工过程中是安全的。