盾构隧道开挖引起既有管线的竖向变形研究

建立了基于双参数Pasternak地基模型的管线竖向变形计算方法,第一阶段采用Loganathan和Poulos提出的解析方法计算盾构隧道开挖引起的既有管线轴线位置处的土体自由位移场;第二阶段将既有管线视为Pasternak弹性地基上的无限长梁,将土体自由位移施加于管线,推导并求解了管线的平衡微分方程,得到了管线竖向位移和内力的表达式.进一步推导并求解了考虑侧向土体作用时的管线平衡微分方程,得到了更符合实际的管线变形.基于简化弹性空间法获得的地基参数,将Pasternak地基和Winkler地基的解析计算结果与数值计算结果以及工程实例监测数据进行对比验证,证明了Pasternak地基模型的优越性和本文计算方法的有效性.     

邻近建筑荷载对地下管线的影响分析

为研究邻近建筑荷载对地下给排水管线的影响 ,应用弹性半空间受分布荷载作用的解答 ,得到了邻近建筑附加荷载在管线上的附加应力分布情况 ,并采用曲线拟合方法对附加应力分布进行了拟合分析 .应用文克勒弹性地基短梁理论 ,推导出附加应力作用下管线的变形、剪力和弯矩计算方法 .结合管道接头处的力学特性 ,提出了管道错位、开裂等地下管道病害的定量化评判方法 ,为进一步评价地下管线在正常使用状态下的安全性提供了依据 .结合工程实例进行的对比分析表明理论计算结果与实际情况比较吻合 .     

Pasternak地基上四边简支矩形薄板的弯曲问题

在文克尔地基模型上提出了一种双参数弹性地基：Pasternak地基模型．以三角级数作为矩形板挠度试函数，采用最小二乘法，获得了Pasternak地基上四边简支矩形薄板挠度的计算表达式，并给出了算例；计算结果表明：剪切模量对板的最大挠度具有一定的影响，这为进一步研究地基上板提供了综合力学模型。     

Pasternak地基上简支板问题的准格林函数方法

提出一种新的数值方法———准格林函数方法.以Pasternak地基上简支多边形薄板的弯曲问题为例,详细阐明了准格林函数方法的思想.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准格林函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件,采用格林公式将薄板的弯曲问题化为两个耦合的第二类Fredholm积分方程.边界方程有多种选择,在选定一种边界方程的基础上,可以通过建立一个新的规范化边界方程来表示问题的边界,以克服积分核的奇异性.     

Pasternak 地基上自由边矩形板弯曲问题的 Fourier 级数解

应用正交函数系级数展开法分析结构的理论,以带附加补充项的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数作为挠度函数模式,求解了Ｐａｓｔｅｒｎａｋ地基上自由边矩形板的弯曲问题。文中给出了算例。     

考虑支护结构作用与降水效应的地基变形计算

对具体工程实测数据分析基础上,提出考虑支护结构、降水施工、水浮力的作用对地基变形的影响,并建立计算模型,可作为研究和变形预测参考.     

地铁车站施工对邻近管线影响的三维数值模拟

随着城市建设步伐的加快,地铁工程施工对邻近管线的影响问题日趋突出.本文以北京地铁某车站工程为背景,借助大型有限元程序ABAQUS建立了三维隧道-管道-土体耦合模型,详细模拟了车站施工过程对邻近管线的影响.计算结果与现场量测数据基本吻合,验证了数值分析的可靠性.通过管道应力、局部倾斜、附加最大弯矩和地表沉降槽限值的验算,对管线的安全性进行了评估.     

基坑工程降水对复合地基变形的影响

由深基坑工程土方开挖引起的周围土体水平位移和竖向位移通常与基坑降水引起的变形耦合在一起,使得降水引起的土体变形研究变得复杂。选取郑州市数十例基坑工程支护结构实测变形很小的降水工程,用稳定流理论分析降水引起的沉降范围;然后,以半理论、半统计方法研究了降水引起的地基变形的计算方法。由于土体结构复杂,且准确的参数确定尚有困难,建议的沉降计算方法还有一定的局限性。     

某地铁车站深基坑降水开挖对邻近建筑物变形影响分析

降水渗流和开挖引起的既有"L"型建筑物变形问题十分复杂,对建筑物正常使用和安全的影响较大.基于大量既有地铁车站工程资料,以兰州某邻近既有建筑物深基坑为研究背景,对基坑邻近建筑物及基坑支护结构变形、基坑内外水位进行现场监测,采用摩尔-库伦弹塑性有限元方法对基坑降水开挖进行了三维应力渗流耦合分析,研究了基坑降水开挖对邻近"L"型建筑物的变形影响.结果表明,在1～4倍开挖深度距离内,基坑降水开挖对"L"型建筑物长边沉降变形影响显著,短边次之,对建筑物水平变形影响最小;在分步降水开挖且降水深度相同时,第二次比第一次对建筑物变形影响大;建筑物处在1～3倍开挖深度范围内时,最大沉降变形发生在长边远离基坑一侧角点附近,最大水平位移发生在远离基坑长短边相交点附近,最大沉降、沉降范围和水平位移均随施工推进向远离基坑方向发展.     

地基塌陷过程中埋地管线的有限元分析

地基塌陷往往影响埋地管线的正常使用和安全,针对这一课题,在室内模型箱试验的基础上采用Ansys软件建立有限元模型,应用单元生死技术模拟了土体塌陷范围不断扩大的过程,得出随着地基塌陷埋地管线内应力及沉降的变化过程曲线。通过与室内试验数据对比,证明了本数值模拟方法的可行性。进而又通过图像分析找出了管线的控制截面及控制力,并研究了埋地管线的壁厚和下卧层土体刚度在地基塌陷过程中对管线变形的影响规律,得到了一些具有工程实际意义的结论,为沉陷区域埋地管线设计和数值分析提供理论依据。     

带接头地下管线变形的傅里叶级数解

地铁隧道开挖将引起地下管线产生附加变形,造成管线的破坏.将带接头地下管线视为弹性地基梁,引入"相当荷载"改进匀质管线变形的控制微分方程,使之能够考虑接头处的刚度折减.采用傅里叶级数解法求解控制微分方程,得到未知傅里叶级数系数的表达式,进而得到关于管线接头相对转角的线性方程组.假定地层变形符合Peck曲线,将基于傅里叶级数法得到的计算结果与数值模拟方法进行对比,验证了方法的正确性.计算结果表明,在地层位移荷载作用下,管线产生变形,管线接头处产生明显转动.地层沉降对距隧道开挖中线3i(i为沉降槽宽度系数)以外的管线影响较小,该区域内接头相对转角远小于容许值,在计算时可不作考虑,以减少未知量的数目.当某个管线接头位于隧道开挖中心的正上方时,该接头处将产生最大的相对转角,因此在缺少管线接头位置资料的情况下,可假定某个管线接头与隧道开挖中线重合,以得到接头相对转角的保守计算值.     

深基坑开挖引起邻近地下管线位移的两阶段法

针对深基坑开挖引起的周围地下管线位移,基于两阶段法,首先给出了基坑开挖引起的周围自由土体位移的计算方法,然后结合Winkler弹性地基梁模型,建立了受土体卸载附加变形影响的地下管线竖向和水平方向位移方程,通过有限差分法求解出地下管线位移。将此方法应用于工程实例,其理论计算结果与现场实测数据基本吻合,验证了两阶段法的合理性及适用性。本方法可用于分析管线埋深、管线距离、地基土性质等因素对管线变形的影响。     

土岩复合地层中深基坑开挖对邻近管线变形影响分析

为探究土岩复合地层中深基坑开挖对邻近管线变形的影响规律,开展了土岩复合地层中深基坑开挖的现场监测和数值模拟研究.以南京地铁一号线北延工程二桥公园站车站基坑为工程依托,基于现场实测数据进行了管线沉降变形分析,并使用PLAXIS 3D有限元分析软件进行数值模拟,揭示了管线与基坑间距、管线埋深等因素对管线变形的影响规律,并定...     

基坑对称开挖引起下穿隧道竖向变形解析解初探

深基坑施工引起的邻近地铁隧道变形是我国城市轨道交通施工安全控制和风险评估中较为关心的一类问题。目前针对该问题的理论研究,大都采用Mindlin解求基坑开挖作用在地铁隧道上的附加应力;然后基于Winkler地基模型求解隧道的变形;该方法没有考虑软土的流变性以及地基变形的连续性。根据弹性理论的经典解答Mindlin公式,同时考虑软土的非线性流变性,推导出基坑对称开挖引起下方隧道附加应力的简化计算公式。采用Pasternak双参数地基模型,建立隧道竖向变形的平衡微分方程,得到两侧深基坑开挖引起下穿地铁隧道竖向变形和内力的实用计算表达式。通过将某市深基坑工程下方的隧道变形监测结果与Pasternak地基和Winkler地基计算结果进行对比,验证了采用Pasternak地基的优越性和提出的理论计算方法的有效性。     

复杂土层条件下堆载对邻近桥梁桩基受力变形的影响及控制研究

为探讨不同形式堆载作用下多层土体地基桥梁桩基的稳定性状况,基于Midas GTS NX软件建立了不同堆载工况下含桥梁桩基的地基计算模型,分析了堆载的宽度、高度和位置对桩基水平和竖向变形、轴力、剪力和弯矩分布的影响.结果表明：桩基水平位移随深度增加先增大后降低,最大剪力随桩基埋深和堆载宽度的增加而增大,最大水平位移和弯矩均随堆载宽度呈指数型增长,且出现位置向深部转移.桩基最大水平位移和最大弯矩随堆载高度增加分别呈现指数型和线性增长,随堆载距离增加分别呈线性和指数型降低,最大正弯矩出现在土-岩交界处,且左桩基水平位移和弯矩大于右桩基.研究结果可为多层土体地基中堆载参数合理选择和桥梁桩基加固等提供理论支撑.     

浅谈井点降水对邻近建筑物的影响

本人论述了降水对邻近建筑物影响的机理，并提出了避免影响所采取的具体措施。     

顶管电缆隧道施工对邻近建筑物和地下管线的扰动影响

采用离心机物理模型试验和有限元数值计算方法探究了软土地区顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响,并提出修正Peck公式评估顶管施工对邻近浅基础建筑物的扰动影响.首先,通过离心机物理模型试验,定性分析了顶管电缆隧道施工过程中地层损失率变化对邻近浅基础建筑物和地下管线的影响;其次,将有限元数值计算结果与离心机试验数据进行对比分析,验证有限元计算的有效性;最后,通过有限元模拟结果提出用于评估顶管施工对邻近浅基础建筑物扰动影响的修正Peck公式,并与现场监测数据进行对比分析.研究结果表明:顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响随着地层损失率的增大而增大,地下管线刚度的增加可以有效减小邻近顶管隧道施工的影响;有限元数值方法可以较好地评估不同地层损失率下顶管隧道的施工工况;修正Peck公式能较好地反映在软黏土区域内顶管电缆隧道开挖对周围地层产生的扰动影响.研究结果可为软黏土地区顶管电缆隧道的施工提供一定参考价值.     

双隧道开挖对地表沉降及地埋管线的影响研究

地铁建设中双隧道施工往往不是同步进行的,双隧道的布置间距及施工顺序的多样性将诱发复杂的地层响应,因此针对交叠双隧道施工对地层和管线的影响展开研究很有必要.以肩驮式双隧道开挖为研究对象,重点考虑开挖顺序和双隧道垂直间距不同时对地层和管线的影响机理.文章首先对比双隧道开挖对地埋管线的离心试验及数值分析的结果,验证了数值模拟...     

基于渗流应力耦合的盾构隧道开挖对邻近桥梁桩基的影响

基于Pasternak地基模型推导分层地基中盾构施工引起的邻近桩基竖向和水平位移理论解,并建立三维有限元模型,结合现场实测对比各种计算工况下桥墩沉降量和桩身竖向位移.同时,基于流固耦合理论分析桩身的竖向、水平向和沿隧道纵向的位移过程及桩身应力变化趋势.研究结果表明:流固耦合下开挖掌子面上方土体渗流速度较周围土体的渗流速...     

面向GIS的地下管线探测方法研究

地下管线称之为城市地下空间的中枢神经网络,地下管线数据是城市地下管线信息系统的基础和核心。本文结合镇江新区城市道路综合管网管理信息系统的建立实践,重点对野外地下管线数据探测方法进行探讨。