• 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

• 地表超载作用下盾构隧道劣化机理与特性

  对某软土地区地铁盾构隧道进行了调研与分析，发现盾构隧道在现有计算理论所允许的地表超载作用下极易 发生横向变形超限，并引发管片纵缝接头破损与渗漏水，对此展开了模型试验、数值仿真及理论分析。研究表明：地 表均布超载导致的隧道附加竖向土压力并不是均匀分布，且在隧道中心正上方一定范围内要大于地表均布超载；隧道 的穿越土层越软弱，地表超载导致的隧道周围附加土压力对隧道结构抵抗横向变形越不利；隧道发生横椭圆变形过程 中，管片纵缝接头是管片环中的最薄弱部位。最后提出了软土地区盾构隧道采用“刚性衬砌”的设计理念，并给出了 加大管片纵缝接头强度与刚度的建议。

  2024-11-25 iGeo

• 地表超载对地铁盾构隧道的影响分析

  针对地表超载导致的隧道竖向土压力问题，参照室内模型试验的隧道结构变形与土压力实测结果，建立了有限元模 型。在地表超载作用下，分析了隧道穿越土层与隧道上覆土层的压缩性能对隧道周围土压力与结构变形的影响。结果表明： 隧道穿越土层的压缩模量越小，地表超载作用导致的隧道竖向土压力越大，且对应的隧道水平土压力越小，隧道结构越容易 发生横椭圆变形；隧道上覆土层的压缩模量越小，地表超载作用导致的竖向土压力越小，隧道结构发生的变形也越小；在软 土地区地表堆土（超载）导致的隧道竖向土压力要大于按土柱理论计算所得的隧道竖向土压力。研究结果可为软土地区地铁 盾构隧道设计与运营期管控提供参考依据。

  2024-11-25 iGeo

• 带有两端防渗墙坝基的各向异性渗流解析解

  由于目前在坝基设计中通常需要设置两个或两个以上防渗墙，对带有两端防渗墙的坝基各向异性稳态渗流进行了解 析研究，将土体分为 4 个规则的区域，采用坐标变换将各向异性土层转换成等效各向同性土层，利用分离变量法将 4 个区域 内的水头分布表示为级数解的形式，结合区域间的连续条件得出带有两端防渗墙的坝基各向异性渗流场显式解析解。将解析 解退化到各向同性情况下的渗流量、坝底扬压力与保角变换解析解和数值计算结果进行对比，各向异性情况下的水头值与有 限元软件计算结果进行对比，结果均吻合较好，验证了解析解的正确性，且相比于保角变换解析解具有更高精度。最后对坝 基渗流场进行了参数分析，发现土体各向异性对坝基渗流有着不可忽略的影响，其他条件相同的情况下，竖直渗透系数与水 平渗透系数比值较大土体的渗流量和出口梯度会小于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体，竖直渗透系数与水平渗 透系数比值较大的土体的最大扬压力会大于竖直渗透系数与水平渗透系数比值较小的土体。

  2024-11-25 iGeo

• 大型地下通道开挖对下卧地铁隧道上浮影响

  为了研究地下通道明挖施工对地铁隧道上浮的影响，基于地铁隧道上浮变形实测数据，分析地下通道开挖 过程中下卧地铁隧道上浮变形的统计规律．采用小应变硬化土模型，开展二维有限元数值模拟，研究地下通道开挖 过程中下卧隧道的上浮规律．结果表明，在地下通道基坑的开挖过程中，下卧地铁隧道的上浮变形与卸载率近似呈 线性关系；基底不同水平位置隧道上浮变形连成的包线随着卸载率的增加，由直线型发展为抛物线型，最 终 呈 双 峰线型．

  2024-11-25 iGeo

• 大位移滑坡形态的物质点法模拟

  滑坡是一典型的动力大变形过程，对这种变形很大的问题如欲模拟其变形后的形态，应用传统有限元法会遇 到较大困难。应用物质点法这一较新的数值方法对一高边坡发生滑坡的全过程进行了动态模拟分析，同时结合这一分 析对大位移滑坡过程进行了讨论。首先将黏性阻尼与运动阻尼相结合，应用动态松弛技术生成边坡初始应力场，初始 应力场与有限元计算结果相符。接着将土体黏聚力降为 0，诱导稳定边坡滑坡。滑坡模拟过程表明，滑动面的位置和曲 率在滑动过程中均不断变化，滑动模式由转动滑动向平动滑动转变，最终形成的稳定边坡坡角小于土体内摩擦角。

  2024-11-25 iGeo

• 成层土中基坑二维稳态渗流场解析解研究

  成层土中基坑渗流场与均质土层中渗流场有较大差别，最有可能发生突涌事故的位置也不同，因此准确确定成层 土中基坑二维稳态渗流场是基础工程建设中的重要课题。针对成层土中基坑稳态渗流问题，将基坑周围土体按成层条件划 分为多个区域，采用叠加原理和分离变量法给出各区域水头分布的级数形式解，根据各区域间连续条件和傅里叶级数正交 性求得成层土中基坑二维稳态渗流场水头分布的显式解析解。将解析解计算得到的水头分布、挡墙水压力与有限元软件计 算结果进行验证，并将解析解退化为单层土形式与半解析解进行对比，结果吻合较好，验证了解析解的正确性和有效性。 将解析解与考虑水土相互作用的水压计算方法和等效渗透系数方法进行对比，基于解析解进一步给出计算基坑内出逸比降、 挡墙水压力和抗突涌安全系数的计算公式，并结合工程案例分别采用解析方法和等效渗透系数方法对成层土中基坑的抗突 涌性能进行分析对比。研究结果表明：解析解在求解成层土中基坑渗流场时更贴合实际情况；考虑不同土层间渗透系数差 异时，水头在渗透性较差的土层中变化更快；上层土体渗透系数较小时，在土层分界面处发生突涌的风险比挡墙底部更 大；等效渗透系数方法在求解某些成层土基坑渗流场时误差较大。

  2024-11-25 iGeo

• 侧向土体影响下盾构隧道引起上覆管线变形

  目前盾构隧道开挖对邻近管线影响的理论研究一般基于 Winkler 地基模型和 Pasternak 地基模型，较少考虑 精度更高的 Kerr 地基模型及管线侧向土体影响对管线变形的约束作用. 将管线简化成 Euler-Bernoulli 梁搁置在 Kerr 地基模型上，利用差分法得到盾构隧道引起上覆管线竖向位移半解析解，在此基础上进一步推导考虑管线 侧向土体影响的 Kerr 地基模型差分解. 通过与已有工程案例和离心机数据对比，验证 Kerr 地基模型相比于其他 地基模型的优越性，也验证了考虑管线侧向土体影响的 Kerr 地基模型计算结果更加符合实测数据. 参数分析表 明, 随着隧道开挖地层损失率和土体弹性模量的增大，管线的竖向位移和弯矩均增大；随着管线与隧道夹角的增 大，管线的竖向位移和弯矩均减小.

  2024-11-25 iGeo