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  多层软弱夹层边坡岩体破坏机制与稳定性研究

  以大量的实际工程为基础，基于 Sarma 极限平衡法和有限元强度折减法探讨层状岩质边坡在不同岩层倾角 θ、边坡 坡角 β、结构面间距 h 条件下的安全系数与破坏面位置的变化规律，揭示复杂多层软弱夹层边坡岩体的破坏机制及稳定性特 征。结果表明：不同 θ 条件下边坡岩体失稳机制和破坏面位置不同，随着 θ 的增大，破坏机制表现为滑移破坏→滑劈破坏→ 崩塌破坏→倾倒破坏→滑移破坏；当 β、h 一定时，直立层状边坡的稳定性略大于水平层状边坡，反倾向边坡的稳定性明显 大于顺层边坡；β 直接影响边坡岩体破坏特征，当 β 由 30°增大至 60°时，顺层边坡的安全系数约降低 53%；反倾向层状边坡 的安全系数约降低 40%；h 对边坡岩体破坏机制的影响较小，但对稳定性的影响较大，建议工程实践中加强密集结构面岩质 边坡的监测和加固工作。

  2024-12-04 iGeo

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  盾构隧道下穿老旧建筑物群微沉降控制技术研究

  中心城区盾构隧道下穿老旧建筑物的沉降控制是盾构施工的焦点问题。通常沉降控制方法是通过地表沉降监 测数据，决定是否进行二次注浆，但地表及建筑物变形早已发生。为了弥补传统方法沉降处置滞后的不足，提出了“微 沉降”施工控制技术，开发了壁后注浆雷达实时检测系统与自动化监测预警平台，在地表沉降发生之前及时注浆填充 地层损失的空隙，防止地表沉降，保证老旧建筑物安全。济南轨道交通 R3 线王—裴区间隧道下穿越的老旧建筑物群， 建造时间多为 20 世纪 70—80 年代，部分墙体风化严重，大大增加了地表沉降控制、建筑物保护难度。首先，利用三 维有限元软件，对隧道下穿苏宁大楼和农业银行进行三维数值模拟，认为适当增加注浆压力可以有效减小地表沉降值， 模拟结果与监测数据较为吻合。其次，为了掌握壁后注浆质量，控制隧道下穿化肥厂宿舍楼时的地表变形，开发了壁 后注浆雷达实时检测技术，在衬砌拼装间隙检测注浆质量，动态调整注浆压力及注浆量，有效控制了地表沉降。同时， 项目采用自动化监测和人工监测联合的监测方案，实时监测建筑及地表变形，并通过移动端手机应用实时掌握变形情 况，可及时采取措施。利用雷达实时检测结果与地表监测结果，地上地下联动，地表沉降被控制在 5 mm 之内，最终基 本实现了“微沉降”的目标，建筑物得到了良好的保护。

  2024-12-04 iGeo

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  盾构隧道平行侧穿诱发的建筑纵向沉降实测与模拟分析

  当盾构隧道平行侧穿建筑物时，大多关注建筑物的横向沉降规律，对其纵向沉降关注较少。为此，针对盾构隧道平 行侧穿建筑物引发的空间变形开展研究。首先，对天津地铁 6 号线平行侧穿四座结构形式相近的砖混建筑的实测数据进行分 析，得到建筑物基本变形模式；基于工程实测并考虑土体的小应变硬化特性建立三维有限元数值分析模型，研究了盾构侧穿 引发的建筑物纵向挠曲、土体变形与应力变化规律，并分析了不同建筑平面长宽比的影响。结果表明，盾构隧道平行侧穿将 诱发平面长宽比较大的建筑出现“下凹式”挠曲变形，纵墙中部沉降最大可为其角点沉降的 2 倍，平行侧穿并不能简化为平面 应变问题进行分析。建筑物修建和盾构开挖将导致隧道上方土体经历较为复杂的应力变化过程，并可划分为 6 个阶段。沿建 筑纵向基础中部的土体与边缘土体相比，其首先经历更大的压缩变形（建筑施工导致），在盾构穿越后又产生了更大的卸荷 变形。当建筑平面长宽比小于 2 时，盾构开挖导致的纵向挠曲变形将显著减小。

  2024-12-04 iGeo

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  盾构隧道开挖及补偿注浆对地层扰动影响的室内试验及数值模拟研究

  针对盾构法施工过程中产生的土体损失，补偿注浆是一种应用广泛的沉降控制措施。通过模型试验及数值模 拟，研究了盾构隧道开挖及补偿注浆对周围土体的扰动影响。将开挖和补偿注浆连续考虑，重点研究了既有土体损失 情况下补偿注浆对地表沉降和周围土体应力的影响规律，研究结果表明，盾构隧道开挖过程中，地表沉降可以用 Peck 公式有效预测，且沉降最大值与土体损失率呈线性关系，隧道周围土体按照应力变化情况分为正拱区、卸荷区、塑性 区。补偿注浆过程中，土体按应力变化情况分为抬升挤压区和正拱补偿区。应用小应变本构模型（HSS）进行数值模拟， 模拟结果与试验规律对应良好，进一步验证了模型试验揭示的隧道开挖和补偿注浆对土体的扰动机理。

  2024-12-04 iGeo

• 顶管注浆压力变化对地层沉降影响机理的离心模型试验

  顶管工程同步注浆是减小地层扰动和最终地层沉降的一种重要手段。为研究注浆压力与顶管工程最终地 层沉降的关系，在实际工程中选择合理的注浆压力和注浆量以减小顶管法对周围地层的扰动，为顶管工程同步 注浆技术改进提供理论和试验支持，本文首先从土体颗粒和膨润土分子的结构特征角度对地层和泥浆的互相作 用及沉降机理进行分析，提出4个沉降阶段的理论假设；然后，使用岩土工程离心机和自主研制的顶管工程注浆 模拟系统进行缩尺模型试验，模拟现场不同注浆压力下的顶管顶进，通过对各组试验沉降曲线对比分析，验证理 论分析部分的结论；最后，将试验中的注浆压力等相关参数应用于苏州东汇公园顶管工程，并在现场布置沉降测 点，发现现场监测数据规律与试验结果吻合，进一步验证了本文的结论。研究表明：注浆后的沉降可分为土体塌 陷阶段、渗透失水阶段、泥皮形成阶段和补浆抬升阶段，其中：土体塌陷阶段时间短，沉降速度快；渗透失水阶段 持续时间长，总沉降量大，为地层沉降的主要部分；泥皮形成阶段，膨润土分子在泥浆–地层接触面堆积形成泥皮， 浆液不再大量向地层渗透，使得地层沉降大幅减缓；最后的补浆抬升阶段，泥浆的注浆压力作用于泥皮，对上覆 土产生推力，产生沉降补偿作用。注浆压力和注浆量的大小对最终地层沉降的影响很大，过小的注浆压力和注浆 量会增大土体塌陷和渗透失水造成的地层沉降，而过大的注浆压力产生的过度沉降补偿作用甚至会使地表隆起。 选择合理的注浆压力和注浆量对于控制地层沉降至关重要且效果显著，可应用于现场各类顶管工程。

  2024-12-04 iGeo

• PLAXIS如何解决世界最大矿山之一的复杂地下挑战

  在采矿领域，岩土工程师需要采用最新的地下软件创新技术，以揭示岩土复杂性，并为安全和生产力做出关键决策。 PLAXIS 3D帮助中国煤炭科工集团有限公司（CCTEG）研究团队，成功计算了老虎台矿区土壤和岩石的复杂相互作用。

  2024-11-27 iGeo

• 堤坝软土碎石桩复合地基计算参数研究

  目前确定碎石桩复合地基参数时，工程界常采用碎石与原状土参数按平面面积占比叠加的简化方法进行计算，对其 适用条件较少关注。以卢旺达那巴龙格河二号水电站高土石坝深厚覆盖层软弱地基处理项目为背景，基于 PLAXIS 有限元平 台，对不同面积置换率下含碎石芯软黏土复合试样进行三轴固结排水试验数值模拟，经室内三轴试验验证了数值模拟方案的 合理性。对软土碎石桩复合地基的桩-土作用机制和土体硬化模型计算参数进行研究，将所获参数应用于坝基的变形分析， 并与传统参数叠加法和碎石桩墙法进行对比。结果表明：采用数值复合试样法确定的土石坝软土碎石桩复合地基参数是合理 的，在计算复合地基沉降时误差小；传统参数叠加法低估了软土碎石桩复合地基的沉降，仅适用于低应力水平、高面积置换 率的情况，并且会高估复合地基的强度参数。采用数值复合试样法参数对坝基变形的二维有限元分析表明，根据坝体高度不 同采取不同置换率的碎石桩分区加固地基的优化方案是可行的。

  2024-11-25 iGeo

• 地表临时堆载诱发下既有盾构隧道纵向变形分析

  违规临时地表堆载将引起地层附加应力，对既有盾构隧道产生不利的影响，严重者将导致隧道结构破坏。现有方法 多是将隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Euler-Bernoulli 梁，不能考虑隧道的剪切变形和隧道埋深对基床反力系数的影响。 针对既有研究的不足，提出考虑隧道剪切效应和隧道埋深的地表堆载下既有盾构隧道变形和受力的简化解析解。将既有盾构 隧道简化为搁置于 Winkler 地基的 Timoshenko 梁，地基反力系数考虑隧道埋深的影响。通过三维有限元模型和已发表工程 案例的实测数据，验证所提方法的正确性及适用性。通过参数分析发现，在荷载中心与隧道中心距离较近情况下，浅埋盾构 隧道将发生较大的沉降变形；提高等效抗弯刚度和基床反力系数可以减少隧道沉降变形。而增大等效剪切刚度对隧道的沉降 变形贡献较小，但是可以明显减小管片之间的错台变形。该研究成果可为合理预测地表堆载对既有盾构隧道的影响提供一定 的理论支持。

  2024-11-25 iGeo