隧道开挖对建筑物条基效应的理论研究

本文基于隧道开挖引发的深部土层沉降槽曲线特点,首先利用反分析法研究其开挖对条形基础效应的影响,利用微元体力的平衡条件建立隧道开挖与条形基础与地基协同工作的微分方程,然后采取概念明确的初参数法求解相应的齐次方程,之后根据平截面假定,结合材料力学基本理论,考虑双曲线三角函数的微分特点,并借助matlabmathmatica软件得出隧道穿越条形基础效应的理论计算表达式,最后结合工程算例分析研究隧道与基础相对位置变化以及主要参数变化对基础效应的影响。结果表明：隧道对基础的影响范畴为[-0.5~1.5]倍的基础长度,且当隧道中心位于基础端部时沉降最大;隧道参数中土体损失率、隧道开挖断面及埋深对基础效应的影响很大,而基础自身参数变化对其变形影响较小,但基础高度的参数变化对其内力影响较大,基础的高度主要是由基础抗冲切与剪切来确定。     

临近基坑条形基础地基承载力简化上限解

利用极限分析的机动法估算了临近基坑条形基础地基承载力系数．作为一种简化手段，分别按土的粘聚力、基础埋深（超载）和土的自重三项估算临近基坑地基极限荷载．采用多滑块破坏机构及一种简单算法给出了基坑附近地基承载力系数，由此得到的承载力减损因数，可以很方便地借助地面水平时条形基础地基承载力去估算临近基坑地基承载力．根据极限分析上限理论，这种使影响地基承载力的每一项因京都单独达到最小的处理方法不是严格的上限解，但在工程实践中是可行的．     

柱下条形基础的设计简化计算与工程应用

结合工程实例，论述柱下条形基础的受力情况和设计应用于工程中要注意的事项．为柱下条形基础的设计及计算提供参考建议。     

隧道开挖引起地下管线竖向位移的初参数法求解

现有解析法对隧道开挖导致临近地下管线产生位移的分析较少且考虑影响因素不全面.针对这一问题,在Winkler弹性地基梁理论基础上,建立管线竖向位移的计算模型,提出求解隧道开挖引起的临近地下管线竖向位移的初参数法.通过采用ABAQUS软件中的管土相互作用模块进行管线变形的有限元数值模拟,验证了计算方法的正确性.工程实例的计算结果和实测数据的对比表明文中计算方法的合理性.初参数法综合考虑管线和土体双重因素的影响,克服了已有方法的局限性,且计算结果符合实测管线位移小于自由场土体位移规律.     

条形基础作用下加固边坡的抗震稳定性分析

边坡坡顶设有构筑物时,其埋置于坡顶土体内部的条形基础将对边坡稳定性构成直接影响。借助极限分析上限原理,对坡顶作用有条形基础的加固边坡的抗震稳定性进行了研究。基于对数螺旋曲线破坏模式,通过各项功率的确定,获得了边坡抗震安全系数的表达式。通过参数优化分析了条形基础尺寸、土体强度非线性和地震荷载等因素对边坡稳定性和潜在滑移范围的影响。分析结果表明:抗滑桩最佳支护位置不因土体强度参数的改变而发生变化;条形基础尺寸、地震荷载和土体强度非线性等因素均对边坡稳定性影响显著。     

某柱下钢筋混凝土条形基础计算方法的对比分析

本实例通过弹性力学中经典的倒梁法和剪力平衡法（静定分析法）,分别对某建筑柱下钢筋混凝土条形基础进行计算。再分析各自误差产生的原因,以便在日后的设计中结合案例与实际情况进行相关判断、分析。     

隧道开挖引起的深层土体水平位移的简化分析方法

多数国内学者重点研究了地铁隧道开挖引起的土层沉降的规律,但对于其水平位移的规律研究甚少,且工程中获取任意深度土层的水平位移实测数据比较困难。目前已有的土层沉降的计算公式较多,由于经典的Peck经验公式相对于Mindlin弹性理论解、随机介质理论、源汇理论的积分解而言,计算公式简单,且在国内有较强的适用性。考虑岩土体的不可压缩性,基于平面应变原理,利用Peck沉降公式通过推导得到隧道任意土层的沿其横断面的水平位移计算表达式,通过与已有工程案例进行比对,验证了公式的适用性,为相关的工程预测水平位移提供了简单快速的分析方法。     

分离变量法求变厚度基础板四阶偏微分方程的解析解

变厚度基础板四阶偏微分方程，在工程技术中有许多应用，本文用累次分离变量法求出了该方程的解析解。     

隧道开挖引发土层变位的经验法分析

为了得到便于工程采用的由于隧道开挖引发深层土体竖向位移和水平位移的简化估算法,本文考虑围岩土性,采取Peck公式基于平面应变原理和岩土体的不可压缩性,经过简单推导得到隧道轴线上方任意土层深度位移的计算表达式.通过与已有工程案例、现有计算理论和有限元结果进行对比研究:表明文章所提出的简化估算法与现场实测数据和有限元模拟结果曲线吻合,验证了计算公式的适用性与可行性;提出了硬黏土地区参数的合理取值范围:φ∈[10°,20°],m∈[0.4,0.5],n∈[0.3,0.7],从而为类似土质的隧道工程提供简单快速的计算方法.     

隧道开挖对近邻复合桩基的影响效应

为了分析隧道开挖产生的位移场对近邻既有桩基的影响,本文基于给定的地层损失比并通过隧道上覆土层厚度与隧道直径之比来确定隧道收敛中心点的位置,给出了用位移控制有限元法模拟隧道开挖对近邻桩基影响的位移模式。与其他算法的结果比较表明,在地层损失比不大于3%的情况下,可以给出比较满意的结果。结合郑州地区工程地质条件和盾构隧道实际情况,用位移控制有限元法分析了隧道开挖对复合桩基承载性状的影响。结果表明,地层损失比和隧道与桩之间的水平距离是隧道施工对近邻桩基承载性状的主要影响因素。当隧道与桩之间的净距小于隧道直径时,施工中应采取一定的技术措施,以避免隧道开挖对桩基产生较大的影响。     

深基坑开挖对邻近既有独立基础变形的影响

针对深基坑开挖对近邻既有独立基础变形的影响问题,应用有限元软件ABAQUS建立包括基坑、土体、独立基础在内的整体模型,分析基坑开挖深度、建筑物与基坑间距、连续墙厚度及嵌固深度等因素对基坑近邻独立基础沉降量与水平位移的影响。分析表明:开挖深度对基础沉降量的影响程度大于其对基础水平位移的影响程度。建筑物与基坑间距对基础沉降的影响远大于对水平位移的影响,当间距大于1.0H时,对基础沉降基本没有影响。连续墙厚度对独立基础水平位移的影响较大,对沉降的影响较小。增加连续墙的嵌固深度对临近独立基础沉降与水平位移的影响程度较接近。     

隧道开挖对地表建筑物影响的随机介质分析方法

隧道开挖必然会使地表产生下沉和变形,从而对地表建筑物产生影响。应用随机介质理论,对桐油山连拱隧道开挖引起的地表移动与变形进行了分析,推导了简化计算的具体公式,根据中导洞开挖地表移动参数按比例法确定了整个连拱隧道的地表移动计算参数,据此分析预测了隧道开挖对地表建筑物的影响情况,计算结果对指导隧道的施工有一定的意义,也为其它同类结构的设计提供了参考。图9,表1,参9。     

土体竖向位移对被动单桩影响的简化分析方法

采用两阶段分析法研究地铁隧道开挖引起土体的竖向位移对单桩的影响。第一阶段应用Loganathan和Polous提出的修正解析解估算土体的竖向位移,为简化计算采用五次多项式拟合土体的自由位移;第二阶段基于文克尔地基模式,将土体位移施加于桩上,首先建立被动土体位移作用下单桩竖向位移控制方程,然后分别采用常数变易法和有限差分法求得均质地基和非均质地基由于隧道开挖引起单桩的竖向位移、轴力和桩周摩阻力的理论解。     

隧道开挖对临近墩基础承载力影响的数值模拟

基于工程实例,利用ANSYS有限元数值模拟方法,深入分析了地铁隧道开挖对临近建筑物墩基础的影响.研究结果表明:地铁隧道施工会引起墩侧摩擦阻力和墩底段轴力的变化.墩侧摩擦阻力沿墩身的分布由上而下表现为正摩擦阻力区、中性点和负摩擦阻力区;墩底段轴力随隧道开挖逐渐减小,而后受滞后的墩侧负摩擦阻力的影响表现为拉力且随深度的增加而逐渐增大.此时墩对隧道拱部围岩起"悬吊"作用,但对其自身的危害极大.     

无侧移单元封闭框架二阶效应规律的解析解

为了进一步论证框架柱P-δ效应规律,以无侧移单元封闭框架为研究的出发点,回顾了由数值分析结果总结出的无侧移单元封闭框架柱二阶效应规律,提出了二阶效应分析中的二阶内力方程和基于转角位移方程的附加位移法,揭示了框架整体二阶效应对框架内力的影响规律,并得到无侧移单元封闭框架二阶效应的解析解,解析法得出的无侧移单元封闭框架柱二阶效应规律与数值分析结果协调．从理论上证明了无侧移单元封闭框架柱二阶效应规律的严密性．     

基于等效面积法的隧道渗流场解析解应用研究

为研究四心圆隧道衬砌荷载和渗流量,基于等效面积法将四心圆隧道等效为圆形隧道,运用水下隧道渗流场解析解分别求得在不同的衬砌渗透系数、衬砌厚度和埋深情况下隧道衬砌外水头、注浆圈外水头和渗流量,并与相同工况下的数值解进行对比,分析解析解的应用效果;运用该方法分析了衬砌相对渗透系数和注浆圈相对渗透系数对隧道渗流场的影响,研究结果表明：解析解和数值解最大误差在5.2%以内,证明了解析解的适用性;当衬砌抗渗性能较好时,降低注浆圈渗透系数能够有效的分担衬砌外水荷载,有利于隧道安全;衬砌对隧道渗流量影响最为显著,实际工程施工中应在较好的注浆水平上,通过控制衬砌渗透性来有效的改善隧道渗流场。最后将本文提出的方法用于工程实例中,解析解的应用效果和基于解析解的渗流参数敏感性分析所得结论的可靠性得到了较好地验证。     

沉管隧道基础压浆垫层粗糙度的影响效应

通过模型试验,研究了压浆法进行沉管隧道基础处理过程中,采用粒径为2、5和10 mm的垫层材料时,单孔注浆和双孔同步注浆的浆液扩散情况以及注浆量和注浆压力的变化规律.结果表明：当垫层材料粒径较大时,浆液扩散速度较快;随着垫层材料粒径增大,基础填充密实所需压浆量增加;垫层材料粒径较大时,注浆压力的波动范围较大,注浆泵不易操纵,浆液盘易出现方向性扩散.根据试验结果,选择垫层材料的粒径时,可综合考虑扩散速度、注浆量和压力等控制因素.
     

隧道开挖对近接既有人防工程影响的监测方法

结合萧山北干山永久路新开隧道下穿人防工程监测项目,研究了公路隧道在近接既有人防工程施工过程中的监测方法,从而建立了一套较为健全、完备的监测方法.主要涉及监测仪器的选取、监测指标值的选取、监测频率的确定及测点的布设等.根据本监测方法选取了监测结果中的底板位移及围岩压力进行数据处理,验证了本监测方法的可行性与合理性.     

非均质地基中隧道开挖对被动单桩受力特性的影响

基于剪切位移法和Winkler模型采用两阶段分析方法探讨非均质地基中隧道开挖对被动单桩受力特性的影响。首先根据Loganathan修正的解析式估算隧道周边土体的竖向位移并将位移模式作用于桩身,然后建立被动单桩的竖向位移微分方程,采用有限差分法得出隧道开挖引起的单桩沉降与受力的解析解,最后讨论了隧道埋深和直径、桩基与隧道中线水平距离、平均地层损失比、单桩直径和刚度等参数变化对被动单桩受力特性的影响。结果表明,被动单桩的竖向位移、桩身轴力及桩周摩阻力随隧道埋深的增加均呈先增大后减小的趋势;地层损失比及隧道开挖断面尺寸对桩基竖向受力特性的影响很大,而单桩混凝土强度等级对其影响较小;桩径和桩身刚度增加到一定程度后,被动单桩的竖向受力特性趋于稳定。     

坡度对沉管隧道压浆法基础处理浆液扩散特性的影响

针对砂石垫层的不平整或沉管隧道本身走向设计引起的坡度变化,采用压浆法进行小比例模型试验,研究在不同坡度条件下单孔注浆、双孔同步注浆时的浆液扩散情况.结果表明,带纵坡注浆时,沿纵坡下坡方向的扩散速度明显大于沿上坡方向的扩散速度,即水下混合砂浆的流动受到重力加速度的影响显著,出现向低处先行扩散流动的趋势,而且当坡度较大时,沿上、下坡方向扩散速度的差异更加明显.在施工过程中,应首先在最低位置注浆孔注浆,然后,沿坡度向上依次注浆,以避免出现基础处理填充不密实的情况.