人类与绿色的密切关系由来已久, 而我国城市地下空间环境中的绿化 刚刚起步。2010年上海世博会的主题是/ 城市, 让生活更美好0, 本文正是以此为契机, 在地下空间已经日益成为城市重要组成部分的今天, 充分调查分析地下空间环境中生态化绿化的作用, 特别针对世博地下空间环境研究提出几种不同的生态化绿化技术, 其中研究重点包括地下空间环境装饰中的生态化绿化技术、顺化处理技术和无土栽培技术, 旨在为世博地下空间环境生态化的营造提供可靠的技术支持。

我国城市地下空间开发利用发展迅速,已成为我国城市建设和改造的重要组成部分。如何提高我国城市地下空间开发利用的层次和水平,已成为亟待解决的问题。通过对目前我国城市地下空间开发利用管理现状的分析,指出了其存在法规不完善、体制不统一和措施不到位等问题。从系统的角度出发,提出了我国城市地下空间综合管理的基本概念,界定了综合管理的定义、内涵和特性,构想了综合管理的组成体系,阐述了综合管理各要素的相互关系，为城市地下空间管理指明了方向。

通过对蒙特利尔步行网络的实地考察与调查,介绍这一世界上享有盛誉的步行网络在扩建时,对已有的古教堂进行保护的技术。本文说明在古教堂不移位的情况下运用预应力技术原位开发其下方的地下空间。首先紧贴结构外围施工垂直方向的钢管混凝土桩;然后在水平方向设钢筋混凝土梁并预留预应力钢筋孔道;再在结构的纵横两个方向张拉预应力钢筋以承受各种工况下的上部结构重量,通过调节预应力值控制结构变形,使之与人行网络和周边商场的地下通道联通的施工过程。该方法对我国地下空间开发过程中所遇到的古建筑保护有具有借鉴和参考价值。

城市人防工程规划评价研究在我国还处于空白, 对人防工程规划实施的影响因素开展评价研究对于规划实施过程中的调整和修编具有重要意义。引入项目质量管理中的PDCA 循环, 阐述了人防工程规划实施影响因素评价的地位, 构建了人防工程规划实施的影响因素评价指标体系, 并进行解析。运用模糊综合评价法, 详细阐述了城市人防工程规划实施影响因素评价的原理、方法和步骤, 并运用该评价方法对遵义市上版人防工程规划的实施效果进行综合评价, 指出弱势影响因素。对于开展城市人防工程规划评价具有指导和借鉴意义。

在总结地下空间工程分类的基础上, 将地下空间工程门类划分为六大类, 并对相关的现行工程建设标准进行了系统的梳理和分析。主要结论为: ( 1)城市地下空间技术标准滞后于工程建设; ( 2)城市地下空间多数工程门类没有成熟的技术标准, 主要参照现行地面工程建设标准, 除了少数工程门类(道路交通、综合管沟、专用管沟)无法满足建设要求而需要进行专门工程建设研究外, 大部分基本可行; ( 3)地面工程的城市地下空间工程涉及到专业多数没有专用标准; ( 4)城市地下空间技术标准体系还没有形成, 亟待建立。

地下空间是城市的重要自然资源,其开发利用适宜性评价是编制城市地下空间规划的重要基础条件。针对城市地下空间资源开发利用影响因素的多源复杂性问题,以岩土工程勘察原始数据为基础,采用层次分析法和专家问卷调查法,选择多目标线性加权函数法数学模型,建立了一套适用于某地级市地下空间开发利用适宜性分区的评价模型,并利用ArcGIS叠加生成了最终适宜性评价图,旨在为后续的地下空间规划提供理论依据。

国内外大量的火灾案例表明,隧道内一旦发生火灾,除了会对隧道内的人员、设备造成损害外,也会对衬砌结构产生不同程度的损伤,进而影响衬砌结构的力学性能,严重降低衬砌结构的安全性。借助缩尺及足尺火灾试验、理论分析等手段,对衬砌结构防火涉及到的火灾场景、衬砌结构高温力学行为及安全性评估方法开展了研究,系统得到了衬砌结构管片、接头及衬砌环在火灾高温时(高温后)的力学行为,并建立了能全面反映温度随时间、空间变化的火灾场景及其设计方法与衬砌结构火灾安全性的模糊综合评估方法。

随着断面跨度的不断增大, 公路隧道设计开挖方式也在不断转变。同三、京珠国道主干线绕广州公路东环段龙头山隧道属单洞四车道特大断面公路隧道, 进出口??级围岩段地质条件恶劣, 采用双侧壁导坑法施工。在龙头山隧道的施工过程中, 其核心土临时支护出现失稳。通过简化临时支护稳定的影响因素, 建立力学平衡方程, 推导出核心土临时支护稳定性的判别准则, 开挖上台阶时临时支护稳定性的控制因素为基底围岩承载力与临时支护曲率, 并通过算例计算了??级围岩临时支护设计曲率条件下满足龙头山隧道临时支护安全要求的基底
承载力的要求, 在同类工程中有较大的应用价值。

在综合比较多种三维碰撞检测包围盒的特点并分析以地下建(构)筑物为代表的地下空间对象基本形态的基础上, 提出了基于轴向包围盒树的地下空间三维碰撞检测算法, 并研究了算法的实现途径。通过上海地下空间信息基础平台大范围、多对象三维场景中碰撞检测的验证, 该算法可以有效降低地下空间三维碰撞检测运算的复杂度, 从而显著提高其运算速度。同时, 该算法设计简单, 利于计算机编程实现, 对地下空间三维信息化系统的建设具有一定的借鉴意义。

对地铁喷射注浆法应用于某地铁工程围护结构止水帷幕先期试验的监测数据进行了深入分析。研究结果表明: 直桩或斜桩在施工时对周围土体的深层水平位移的影响范围为距桩心3 d范围内, 而在1d 范围内影响特别明显; MJS 法能改善距桩心1. 5d 范围内的土体强度, 而在0. 5 d~ 1. 5d 范围内, 桩体与土体之间将形成一强度由强到弱的过渡区; 直桩施工时在距桩心1d 范围内的地表土体将隆起, 而在1 d~ 2. 5d 范围内将下沉。

为分析水库蓄水后地下水渗流场对某水电站大型地下厂房洞室群围岩稳定的影响, 根据流固耦合理论, 采用三维快速拉格朗日法进行数值分析。在地下厂房施工期开挖支护全过程三维数值仿真的基础上, 通过有无渗流场的影响、有无设置防渗与排水设施等不同工况进行对比计算分析, 根据相应的岩体三维渗流场、塑性破坏区、位移场和应力场等计算结果, 对电站运行期渗流场作用下地下厂房洞室群围岩与支护结构的稳定性进行分析与评价, 论证了地下厂房防渗及排水设施设置的必要性和合理性, 为大型地下厂房的合理设计与安全运行提供了科学依据。

改进了后勤工程学院研制的国内第一台非饱和土直剪仪, 升级为四联非饱和土直剪仪。四联非饱和土直剪仪极大的缩短了试验时间, 提高了效率。利用该仪器研究了原状、重塑非饱和Q₂ 黄土的抗剪强度特性。试验结果表明, 在试验研究的吸力范围内, 原状、重塑Q₂黄土的凝聚力均随吸力线性增加, 内摩擦角随吸力的变化较小, 可以认为是一常数; 吸力摩擦角较大, 说明Q₂ 黄土的抗剪强度受吸力变化影响较大, 也即受含水率变化影响较大。原状Q₂黄土的抗剪强度大于重塑Q₂ 黄土, 随着吸力增大, 结构性增强。

由于大跨径上承式拱桥在拱座处将产生巨大的水平推力, 导致地基变形, 而溶崩角砾岩岩质较软, 对工程的稳定性有重要影响。以大宁河特大桥桥址处溶崩角砾岩为研究对象, 通过系统的试验与理论研究, 得到溶崩角砾岩抗压特性并提出溶崩角砾岩的流变力学模型, 并将建立的流变力学模型所得的研究成果与试验成果进行对比分析, 最后通过数值仿真对流变力学模型进行验证。本文研究成果为对我国建设中最长的上承式钢管拱桥---巫山大宁河大桥的长期稳定性分析及相关工程建设提供依据。

通过室内重复加载三轴试验研究3种级配碎石的回弹特性, 分析体应力、偏应力、含水量、级配类型对回弹模量的影响。试验结果表明, 级配碎石回弹模量随含水量的减小、围压应力的增大而显著增大; 随偏应力的增大而缓慢增大或先略有减小再缓慢增大(低应力状况下) ; 级配类型对回弹模量也有一定影响。应用非线性回归方法得到NCHRP 1-28A 本构模型参数, 将拟合得到的模型参数与物性试验结果相联系, 建立基于物性指标的模型参数预估公式。

锚杆锚固质量两个主要衡量指标是锚固状态和锚固力。锚固状态是指锚杆施工后的锚固段长度、自由段长度、密实度和施工缺陷等;锚固力指现场拉拔试验过程中临界破坏点的拉拔力,又称极限抗拔力。利用振动波传播具有的许多独特性质,可以在锚杆表面人工激发应力波来探测锚杆体系内部的结构和性质,以此来判断锚杆的锚固状态。锚杆的无损检测研究已提出多年,但研究方向主要为纵向振动,有关锚杆系统的横向动力响应很少有人提及。建立了锚杆体系横向动力响应的理论模型,推导了完整锚杆的理论半解析计算公式,在此基础探讨了锚杆系统横向振动随锚杆长度、激振力作用时间等变化的一些规律。

基于全概率理论, 同时考虑地震和土性两方面不确定性对土层一点液化势指数的影响, 推导出在一定年限内土层一点液化势指数及整个柱状土层液化程度的概率分布, 并通过算例进行了说明。结果表明, 砂土液化全概率分析方法具有时间和统计上的意义, 更合理地评价了场地的液化可能性。

精确制导武器和深钻地武器的运用使洞库发生内爆成为可能, 洞库自身的生存能力和库存物资的快速供应保障能力, 面临着严峻的挑战。本文以某后方弹药洞库为原型, 构建了有限元模型, 运用AUTODYN 有限差分程序, 采用Eu ler??FCT 和流固耦合方法, 对弹药洞库发生内爆的毁伤特性进行了数值模拟。分析了弹药洞库内爆冲击波的传播特性, 峰值压力变化特性和洞库结构与弹药垛的损伤情况。数值模拟结果对弹药洞库发生内爆的毁伤评估及其防护奠定基础。

利用TLW-2000岩石三轴蠕变试验机对锦屏二级水电站辅助洞的绿片岩进行恒定轴压分级卸围压应力路径下的三轴蠕变试验。本文介绍了整个试验过程, 描述和分析了绿片岩轴向与侧向蠕变规律。分析了绿片岩各向受力条件对其轴向和侧向流变特性的影响。结果表明: 锦屏绿片岩在平行片理方向和垂直片理方向有较大差异性, 在以偏应力为主导因素的外力作用下, 侧向表现出比轴向更为突出的流变特性。针对工程实际, 利用一维Burgers模型求取绿片岩平行片理方向的流变参数。利用Burgers模型得到的曲线与试样在侧向流变数据可较好拟合, 该模型适合描述绿片岩在平行片理方向上的弹?? 黏弹性流变特征, 研究得到的三轴蠕变参数也可为锦屏二级水电站提供参考值。

基于层状岩体变形及强度的各向异性特征, 在McLamore & Gray强度准则的基础上, 利用Mohr-Coulomb强度准则与Drucker-Prager强度准则之间的参数变换关系, 将各向同同性Drucker-Prager强度准则推广到层状岩体中, 并由此建立层状岩体的各向异性弹塑性本构模型。给出此本构模型的隐式积分算法及一致切线刚度矩阵, 并利用ABAQUS所提供的用户材料子程序UMAT接口, 对模型进行数值实现, 用以对层状岩体进行应力变形分析。

地下工程, 结构防水是关键。针对目前盾构隧道管片接缝弹性密封垫以经验为主的设计思路, 提出利用数值模拟手段, 通过对压缩变形情况下弹性密封垫的孔洞合理变形、薄弱处应力集中、完全压缩到沟槽时压力大小、最大张开量下接触应力的大小及其分布等多因素的综合分析, 提出以橡胶密封垫表面接触应力和完全压缩到沟槽内的闭合压力作为盾构隧道管片接头弹性密封垫断面设计的双控指标, 该设计理念已应用于国内某大型隧道的建设当中,防水效果理想。

准确而有效的地质超前预报工作, 可为施工单位节约大量成本, 加快施工进度, 所以隧道施工中地质超前预报应用也越来越广泛。地质超前预报通常分为长期预报和短期预报, 红外探测技术是短期地质超前预报方法中的一种, 该技术多在煤矿井下用于探水和探火,最近几年来将其应用于隧道地质超前预报中进行突水预测, 目前还处于尝试阶段。提出了传统探测方法存在探测点少、解译结果简单等问题, 针对厦门海底隧道实际情况采用了增加探测点的方法, 并以地质知识和现场地质调研为基础分析了探测前方含水断层的大致产状、位置、含水量, 讨论了在现场探测中所碰到的一些问题及相应的解决办法, 总结了一些现场经验和一些尚未解决的问题。研究旨在为今后红外探测技术在隧道地质超前预报中的应用提供了有意义的借鉴。

在连拱隧道中, 中墙作为隧道的主要承载结构一直是设计和施工的重点。同时由于隧道地质条件和施工组织的复杂性, 中墙常受到地层偏压和施工偏压两种偏压的共同作用,致使中墙内部力学状态十分复杂。施工偏压和地层偏压对中墙的影响机理互不相同, 在施工过程中采取的控制措施也各不相同。利用有限元数值计算法对金鸡山双向八车道连拱隧道-级围岩的6种施工方案进行了模拟, 分析和阐述了中墙偏压产生的原因和影响因素; 并结合6种施工方案的数值计算结果, 对地层偏压、施工偏压对中墙影响过程进行了分析, 结果表明地层偏压主要对中墙上部产生影响, 而施工偏压不仅对中墙上部产生影响, 而且还对中墙下部产生影响; 最后, 根据两种临时支护形式下中墙最终水平位移的计算结果, 给出了控制中墙偏压的最佳临时支护形式。

地铁隧道施工引发的地表沉降受多种因素的影响, 致使一些常用的地表沉降评价预计方法具有局限性, 在实际工程应用中出现较大误差。本文以北京地区地铁隧道开挖大量实测数据为基础, 利用数学方法, 引入两个修正系数, 即地表最大沉降修正系数α, 沉降槽宽度修正系数β, 对Peck公式进行改进, 使之适用于北京地区研究区段涉及的工况。研究表明, 当α介于0.6~ 0.9之间、β介于0. 5~ 0. 9之间可以获得良好的预测曲线。

针对苏州轻轨1号线盾构隧道区间施工情况, 采用三维有限元数值模型, 研究了盾构隧道施工对周边单桩变形的影响, 结果表明: 盾构隧道施工过程中, 桩身横向位移在隧道中心位置处最大; 盾构切削面距离桩体9 m、6m 时, 桩身的横向位移较小; 随着盾构机进一步掘进, 桩身横向位移全部偏向隧道, 桩身位移曲线严重弯曲; 当盾构切削面越过桩基3 m 后,桩身横向位移变化较小, 竖向变形沿桩身变化较小; 随着盾构机掘进, 其值逐渐增大。当桩长增加时, 桩底的横向位移、竖向位移均随之减小, 桩长对桩身沉降的影响比较明显。盾构正下方穿越单桩时, 桩身竖向位移大于沿隧道轴向位移, 桩底与盾构顶部的施工安全距离约为3m。

以成都地铁1号线盾构近距离穿越某建筑桩基工程为背景, 建立有限元模型, 研究盾构穿越施工和荷载转移措施对结构及桩基的影响。结果表明: 盾构从桩端穿越时, 有无采用梁包柱形式的桩基托换措施对隧道结构内力影响较小, 但该措施能够有效减小被托换桩的最大沉降和各桩之间的不均匀沉降。桩基托换使距隧道较近的两桩轴力减小, 距隧道较远的桩轴力增加, 在所有桩体上均产生附加弯矩, 但量值较小。建筑结构的最大弯矩发生在距隧道最远处的柱与右跨梁的刚接位置, 桩基托换有效减小梁、柱的最大弯矩。监测数据表明, 盾构穿越施工对桩基影响较小, 桩基托换措施达到预期效果。

按照盾构施工引起的地层扰动机理及变形特点,将盾构施工对周围地层的扰动过程分为5个阶段,即:盾构机到达之前土仓压力影响阶段、盾构机通过阶段、管片衬砌脱出盾构机盾尾阶段、管片壁后浆液硬化阶段以及扰动土层的蠕变固结阶段,对盾构隧道施工各个阶段的地面沉降、土压力及孔隙水压力的变化过程进行监测,并分析其各自的变化特点。针对盾构施工过程的5个阶段的施工扰动特点,探讨各阶段相应的施工扰动控制要点。

本文基于圣维南原理、黄熙龄沉降控制理论、高层建筑、裙房基础与地基共同作用、弹性地基板沉降差的结构分析等理论,研究分析了高层建筑与裙房沉降差在可控制值内采用无沉降缝设计问题,以及高层建筑与裙房沉降差超过控制值并设后浇带时,在可控制值内提前浇注后浇带问题。在研究过程中实测了二十多幢高层建筑与裙房的沉降差,并将研究成果应用于工程实际中,对全国总工会大楼与裙房间采用无沉降缝设计,对北京万达广场主楼与裙房提前浇注混凝土,取得了良好的社会效益与经济效益。

面对大都市新一轮大规模大深度盾构施工的来临, 以某区间隧道工程实例为背景, 针对盾构穿越上海深部硬粘土与承压水砂层的特殊复合地层, 从盾构机总推力、推进速度与盾构姿态等施工参数入手, 对管片的破碎情况做了调查分析, 最后对地表的纵、横向沉降曲线作了深入的分析, 明确了施工中掘进效率下降, 盾构偏离设计轴线, 管片破碎严重, 地表沉降变形加剧的主要原因, 得出了地层的变形规律, 并提出了相应的控制措施, 研究结果为后续类似工程的设计与施工积累经验。

中洞法施工时,由于中洞的二衬浇筑与中洞开挖和初期支护之间的时间间隔较短,中洞二衬结构在初期支护变形尚未完成时已经参与共同工作,同时在侧洞开挖时,围岩体已经形成的力学平衡再次被改变,需要与衬砌结构共同变形重新达到新的平衡,已形成的中洞二衬结构的受力状态将又一次发生变化,这些问题在实际工程中并未得到深入考虑和研究,造成一系列工程问题。本文作者以北京地铁五号线典型的中洞法车站为例,对中洞法地铁车站的衬砌结构进行施工阶段的全程力学分析研究,阐述其在各个施工阶段的力学行为,确定了最不利荷载工况,并对中洞法地铁车站结构的断面形式进行了一定的优化。

钢塑复合缠绕管是一种用于市政工程埋地排污排水的新型管道,在诸多性能方面优于传统的混凝土排水管,目前正在我国的城市建设中进行推广应用。这种管道外层为缠绕钢带,内层为高密度聚乙烯塑胶,是一种新型结构,在埋地受力机理方面,目前的研究做得尚不多。本文采用有限元的数值分析方法,针对不同的回填土情况,对这种管道的管土共同作用受力进行了分析,得出了填土强度对钢塑复合缠绕管管土共同作用受力的影响规律,可供相关的工程设计和施工参考。

对复合钠基膨润土泥浆的护壁机理进行阐述,根据近年来隧道股份引进新型钠基膨润土泥浆在上海及周边地区轨道交通施工地下连续墙工程中应用的相关经验,结合一工程实例对复合钠基膨润土泥浆的实际应用效果及相对传统钙基膨润土泥浆的优势进行简单介绍,并对该泥浆在实际应用中的推广提出几点指导性的建议。

论文根据渝湘高速下塘口一号隧道右洞YK23+187.5~199.5 m和YK23+201~210 m里程段岩溶突水、突泥及二衬断裂病害情况;在初步分析岩溶突水、突泥及二衬断裂病害原因基础上,从探地雷达探测基本原理及探测频率影响基础理论出发,采用探地雷达无损探测技术来探测和诊断隧道突水、突泥及二衬断裂病害原因,技术上可行并取得了明显的探测效果。再根据探测诊断的病害具体情况及原因提出合理的病害处治方案,为隧道病害处治提供可靠技术支持,在优化处治方案下进行有针对性处治,效果明显。

随着经济的发展,我国隧道建设突飞猛进,由于隧道在交通网络起到关键的"瓶颈"作用,其运行期间的安全也成为了一个值得人们关注的问题,对隧道运行安全进行风险分析也变得十分必要。分析了隧道运行中面临的主要风险因素,并对其进行了分类,重点考虑了国内文献中很少考虑的恐怖风险。对适合于当前隧道运行安全的一些风险评估方法进行了讨论和说明。最后列出了一些风险应对对策,并根据应对风险水平的大小和作用时间的前后,对这些对策进行了分类,并附加了一些关于人员的说明。

针对传统的权重方法不能适应地铁工程施工风险分析及评估模型中权重的求解这一现状,本文创新性地将TOPSIS方法运用到地铁工程施工风险分析及评估模型中的权重求解过程中。通过对TOPSIS方法进行了改进,使得其在具体地应用中取得的数值更加与实际相符合。

中庭式地铁车站在火灾工况下的行人安全疏散设计是地铁车站设计中的难题。为评价上海市轨道交通11号线南段临港新城站中庭式车站火灾安全疏散的性能,采用Legion行人仿真模型和FDS(火灾动态仿真器)开展了一系列的疏散仿真分析。在对各种行人参数调查、标定的基础上,建立了真实的Legion疏散仿真模型。然后根据预测客流和可能的火灾场景,对四种不同工况下的人员疏散进行了仿真分析和安全性评估,在此基础了提出了改善中庭式地铁车站火灾安全疏散性能的建议。

当前,国内外对于隧道下穿邻近建筑物的安全性影响分析及评估方法尚未建立,而作为异型结构的连拱隧道对邻近建筑物的影响研究更为缺乏。结合重庆市渝中区两江大桥渝中连接隧道的设计案例,采用地层-结构法对隧道下穿14层高层建筑进行力学分析。通过上部结构荷载估算、隧道建模等方法,建立连拱隧道下穿高层建筑安全性影响分析方法,并对隧道开挖后地基的变形与隧道支护的受力特性作出安全性评价,研究成果对类似工程具有参考与指导意义。

地下空间的开发因地下水的影响而产生了一系列岩土工程问题,特别是地下水对地下建(构)筑物的筏板基础的浮托作用,将引起基础不均匀变形和破裂。本文针对某工程地下室筏板基础不均匀上浮事故,通过采用探地雷达、测量及监测手段,结合水文地质和工程地质分析,探讨了地下水对建筑物筏板基础的作用及其灾害机理。研究结果表明,造成筏板基础上浮的主要原因是地基中存在两层复杂的上层滞水,由于没有进行有效的地下水控制和采用合理的施工措施,导致地下水灾害发生。工程采用了降水处理措施,起到了一定的治理效果。

随着城市建设的高速发展和城市规模的不断扩张,城市所需要配置的防空资源,尤其是人防工事也越来越多。在单纯依靠普通防空地下室已经不能满足要求的情况下,采用适当的技术手段对早期的人防工程进行的加固和改建,可以有效地缓解这对日渐突出的矛盾。以某一早期人防隧道改建工程为例,结合隧道的现状和改造要求,采用试算方法求解了改建线路及断面,并用解析法简单分析了开挖中的围岩稳定性问题。通过实践证明,本文所采用的计算和分析方法得当,该项改造对于提升人防资源行之有效。