地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究

土体与结构物动力相互作用研究进展——土体与结构物动力相互作用理论及应用是一个涉及多学科、具有很强理论性和实用性的研究课题．简要论述了当前土体与结构物动力相互作甩的研究手段和方法、特嗣是接触面静动力学特性的最新研究进展·　　

针对冲击取样器在土中的面–面接触问题,运用drucker-prager屈服准则为判据,将土体视为dp材料,通过钻头与土之间的接触及施加冲击载荷来模拟取样过程,从而建立了冲击取样钻进的有限元模型。利用非线性瞬态动力学有限元分析手段,对取样过程中钻头的进尺及对所取土样的扰动情况进行了模拟分析。结果表明,土体的轴向压缩量在土样中心部位最小,而钻头底唇面处最大,土样压缩率约为17.7%,冲击对土样的扰动仅在钻头底唇面附近较小的区域内。

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地裂缝对于地铁隧道的影响较为复杂,主要的作用集中在隧道周围的土层压力的改变上,由此产生了对隧道衬砌、防水层、轨道位置等影响,这些危害会导致隧道出现不同情况的病害,所以在施工中应采用针对性的技术措施来消除地裂缝的负面影响而提高隧道的安全性。

本文介绍西安市地铁一号线劳动路站～玉祥门站区间浅埋暗挖黄土隧道穿越f3地裂缝段施工方法及采取的措施,隧道f3地裂缝段施工中采用了超前降水、超前小导管注浆固结地层、监控量测以及台阶法与crd法转换技术,成功地解决了浅埋暗挖黄土区间隧道穿越f3地裂缝的施工技术难题。

城市地铁发展很大程度上解决了城市的轨道交通,同时给居民的日常生活带来噪音污染,严重影响居民的日常生活。为解决这一问题,根据环评检测要求在轨道道床结构采取减振措施,从源头上减小或消除噪音污染。现在城市轨道高等减振措施主要采取钢弹簧浮置板道床和隔离式减振垫,尤其是钢弹簧浮置板对轨道减振效果最佳,消除噪音污染。针对土建结构不同,道床施工难度不同,其中马蹄形隧道结构施工难度最大,施工效率最低。为保证地铁施工工效,减少建设期间对居民的影响,研究地铁马蹄形隧道钢弹簧浮置板施工工艺,提供施工工效尤其重要。

城市地铁发展很大程度上解决了城市的轨道交通,同时给居民的日常生活带来噪音污染,严重影响居民的日常生活。为解决这一问题,根据环评检测要求在轨道道床结构采取减振措施,从源头上减小或消除噪音污染。现在城市轨道高等减振措施主要采取钢弹簧浮置板道床和隔离式减振垫,尤其是钢弹簧浮置板对轨道减振效果最佳,消除噪音污染。针对土建结构不同,道床施工难度不同,其中马蹄形隧道结构施工难度最大,施工效率最低。为保证地铁施工工效,减少建设期间对居民的影响,研究地铁马蹄形隧道钢弹簧浮置板施工工艺,提供施工工效尤其重要。

在引发压疮的诸多危险因素中,压力是最主要的危险因素之一,因此,减压是预防压疮发生的关键措施。骨科患者大多数需要绝对卧床休息,很容易发生压疮,一旦发生,不仅给患者带来痛苦,而且影响治疗效果,易发生感染,严重会导致患者死亡[1]。压疮是指由于身体组织长时间受压,血液循环障碍,组织营养缺乏,致使皮肤失去正常功能,而引起的软组

西安地裂缝是一种独特的城市地质灾害,其活动对地铁建设造成严重威胁,西安地铁建设的关键是如何解决地铁隧道穿越地裂缝带的问题。以西安地铁穿越地裂缝带为研究对象,在地裂缝基本特征分析和未来活动趋势预测的基础上,分析了地裂缝活动对地铁隧道的危害模式,从结构、防水、地基基础与变形监测等方面提出了如下防治措施:结构上应采用扩大断面、预留净空、分段设缝加柔性接头和局部衬砌加强等措施;防水方面宜采用可卸式管片拼装双层结构法和波纹板强化橡胶复合材料制成的防裂止水带处理;地基基础处理方面采用地基注浆加固法和弹性囊变形恢复法处理;建立隧道衬砌和轨道的变形监测预警方案;地铁线路走向应尽量与地裂缝正交或大角度相交,避免小角度相交;严格禁止在地铁沿线一定范围内开采地下水。研究成果可为西安地铁隧道穿越地裂缝带的施工、结构和防水设计以及隧道病害监测与防治提供重要参考。

以西安地铁某区间隧道侧穿学校公寓为研究对象,利用midasgts数值模拟软件进行时程分析。重点研究了地震作用下地铁隧道与邻近建(构)筑物间的相互影响。研究结果表明,隧道结构刚度较周围地层大,对周围地层变形存在约束性,使隧道周围地层的整体刚度有所提高,隧道结构的修建不会造成周围地层及邻近建筑所受地震作用增大,而邻近建筑的存在会造成隧道结构所受的地震作用增大。根据研究结果,针对隧道邻近建(构)筑物提出了抗震构造措施,为类似工程提供参考。

地铁车站-隧道-土相互作用体系地震反应

研究地裂缝影响区内存在可弱化土体的不利因素情况下,西安黄土地区地铁隧道暗挖斜穿地裂缝施工所诱发的地表及隧道相关变形规律。通过flac3d模拟预测施工变形规律,并与实际监测数据进行对比分析,得到以下结论:(1)flac3d模拟表明,隧道暗挖施工穿越地裂缝时裂缝临近处收敛值会在初期出现短暂负收敛现象;(2)地表在地裂缝影响带的差异沉降发展集中在穿越前和穿越过程中,而拱顶上下盘差异沉降主要集中在穿越过程中;(3)当地裂缝影响带内存在可弱化土体强度的不利因素时,地表最终沉降的峰值点会向不利因素处移动;(4)拱顶最终沉降的峰值点基本在隧道轴线和裂缝的相交处,其受地表的土体弱化因素影响较小。

通过对西安地铁隧道穿越地裂缝带的大型物理模型试验成果的分析,提出在地裂缝活动时,穿越地裂缝带的地铁隧道有以下两个方面的变化特征:一是作用于隧道的荷载发生改变;二是在隧道底部产生脱空现象。这种脱空现象无论在整体式隧道还是盾构隧道中都会出现。造成隧道在界面上与土体脱空的原因是隧道和周围地层的变形不协调。脱空区域的大小对地铁隧道的变形与内力计算会产生明显影响。在对隧道变形特征分析的基础上,总结得出了西安地铁穿越地裂缝带隧道变形的4种计算模型:对于整体式长隧道,可以采用一端固定而另一端简支,或一端固定而另一端定向支承的计算模型;对于整体式短隧道,可以采用外伸梁模型;对于盾构隧道,可以采用一端固定而另一端定向支承的计算模型。最后,对脱空条件下隧道数值分析的建模问题进行了讨论。算例分析表明:在数值计算中,对于隧道与土体接触面的界面处理非常关键,否则将造成计算结果的重大误差。

以西安地铁二号线穿越长安立交和f6地裂缝段为例,利用abaqus有限元软件对地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁建立三维模型进行模拟分析,并将现场监测数据与数值模拟结果进行对比分析,得出以下结论:1)地铁穿越地裂缝施工对既有桥梁桥墩具有一定的影响,对第3排桥墩沉降影响明显;2)地裂缝在短期内对地铁隧道开挖的影响不明显,需对地裂缝处结构进行长期监测。同时,建立了地铁隧道与地裂缝相距不同水平距离的二维模型,通过分析给出了在西安地区临近地裂缝开挖地铁隧道的建议最小设防距离为3倍隧道直径。

地裂缝是西安典型的地质灾害,对地铁建设造成很大威胁,引起了社会各界的广泛关注.进行地裂缝活动引起地铁隧道的变形破坏特征研究,尤其是针对性地研究地裂缝与地铁隧道在空间交汇处的运移特点及隧道结构的抗裂设计参数具有重要的理论和现实意义.在分析西安地裂缝基本特征的基础上,以地铁5号线隧道工程穿越地裂缝情况为具体研究背景,详细论述了与隧道相交处地裂缝的发育特征,揭示了地裂缝活动造成的地表及剖面上的破坏特点,并分析了现阶段沿线地裂缝的活动速率,确定了在空间上隧道与地裂缝的实际交汇位置.根据地裂缝年活动速率监测资料,对地铁设计使用期内隧道与地裂缝交汇处的最大垂直位移量进行了预测,并在此基础上结合地裂缝与隧道的夹角及其倾角,根据空间几何关系换算得出隧道结构三维抗裂预留位移参数,最后通过数值模拟分析对分段隧道扩大断面的适应性进行了验证.研究结果表明:与地铁斜交的地裂缝活动会引起相邻分段隧道结构产生竖向位错、横向扭曲及轴向拉伸等变形破坏;上盘隧道净空量满足预留设计要求;该研究成果可为在地裂缝活动环境下西安地铁隧道的结构设防措施提供参考与指导.

以西安地铁1号线斜交穿越地裂缝带为工程背景,通过地裂缝活动的大型物理模型试验和有限元数值模拟,对西安地裂缝活动的影响范围和西安地铁1号线隧道穿越地裂缝带的纵向设防长度进行研究。结果表明:地裂缝活动时引起其上盘地层中出现应力降低和下盘地层中出现应力增强现象,且在垂直于地裂缝走向上其两侧地层中应力变化大致呈现出反对称分布特征。隧道设计埋深处地裂缝活动的影响区宽度为30m,即上盘17.5m,下盘12.5m;考虑安全系数时地铁隧道穿越地裂缝带的设防宽度为55m,即上盘35m,下盘20m。根据地铁隧道与地裂缝带的斜交夹角,确定地铁区间隧道不同夹角斜交穿越地裂缝带的纵向设防长度。研究结果对西安地铁1号线区间隧道斜穿地裂缝带的结构处理及设计具有一定参考价值。

自从20世纪50年代以来，由于自然和人为因素的影响，乌鲁木齐地区出现了大量地裂缝，危害十分严重，其未来活动对在建的地铁构成重大安全隐患。因此，地铁隧道穿越地裂缝的问题成为了一个全新的重大工程难题，近年来引起了学术界和工程界的高度关注。所以在施工中应采用针对性的技术措施来消除地裂缝的负面影响而提高隧道的安全性。本文就以乌鲁木齐地铁一号线为例，阐述了地裂缝对地铁隧道施工的影响，以及病害防治措施。

介绍深圳东部供水工程浅埋隧洞穿越软弱破碎围岩的暗挖施工应坚持“管超前、严注浆、弱爆破、短进尺、勤量测、强支护、旱封闭、衬砌及时跟进”的原则及采取的技术措施。

本文以上海地铁二号线工程中隧道底部注浆加固的施工与监测为例，介绍了分层劈裂注浆工艺和注浆效果以及影响参数，分析了劈裂注浆的作用和机理认为注浆压力和流量是影响注浆效果的关键参数，在施工中应适当加以控制。

武汉九龙大桥是一座马蹄形独塔斜拉桥,钢主塔采用工厂制作、现场拼装、主塔竖转提升的施工工艺。为了保证钢主塔竖转施工的安全以及就位精确度,在竖转过程中对钢主塔和箱梁的线形、应力进行监控。测量钢主塔控制点的空间坐标,实现竖转角度的精确监控;通过应力监测确定铰座区结构的安全,通过应力和变位的反应确定梁端锚固区安全性。监控结果表明,竖转过程中整体结构安全可靠,竖转角度精确,重点区域安全可控,可为类似工程结构监控提供参考。

考虑框——剪结构与基础相互作用的箱形基础优化设计——针对上部鲒构是框架剪力墙结构体系的情形，建立了葙基、土体与上部结构相互作用的空问分析模型。吼箱基主要材料造价为目标函数，以现行规程的设计计算规定和构造要求为约束条件，建立了箱基优化设计数学模...

目的揭示竖向动力荷载下变阻抗桩与土相互作用时的振动特性.方法从三维轴对称模型出发建立了定解问题,利用拉氏变换手段和阻抗函数的传递性,推导求解了任意段变阻抗桩纵向振动时桩顶频域响应理论解,并进行了参数影响分析.结果分析表明存在临界桩长,此桩长以内缩颈桩动刚度及阻尼相比正常桩较小,扩颈桩则较大,变截面桩动刚度及阻尼在频域有大峰夹小峰现象.桩缺陷段长度、大小对桩顶影响与位置密切相关,变模量桩有类似规律,但与正常桩相比,桩底反射时间不同.结论笔者提出的考虑桩土相互作用的变阻抗桩纵向振动理论解,与桩土众多常规参数建立了明确关系,相比winkler和平面应变解可以考虑桩土三维波动效应,具有更高的精度和适用性,为桩基抗震、防震分析与设计提供了参考依据.