地下空间与工程学报

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夏友,马传明

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 493-497.

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地下空间资源作为郑州市一种尚未大规模开发的城市建设载体,已成为城市发展的宝贵资源。在系统分析了郑州市地质条件的基础上,研究了该地区地下空间资源与地质环境之间的相互关系,从而建立了基于地下空间开发利用的适宜性评价指标体系,并采用层次分析法确定指标权重,运用敏感因子—综合指数评价模型对该地区的地下空间资源开发利用适宜性进行了评价。评价结果表明,郑州市各层地下空间资源开发利用适宜区及较适宜区占研究区面积的一半左右,总体情况较好。

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隧洞围岩力学参数综合估算方法的应用研究

彭斌,梅涛,阎瑞敏

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 498-503.

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针对目前隧洞围岩力学参数估算方法缺少横向对比的缺憾,本文推荐采用力学参数综合估算方法对待评区围岩进行参数估算。首先对目前常用的行业规范法、拟合公式法、经验准则法等力学参数估算法进行了详细归纳、汇总,并指出各自在应用中需注意的问题、确定方法等,藉此,以某水利水电隧洞0+105 m～0+132 m段为研究对象,基于现场围岩结构特征素描结果进行围岩质量评价,进而实现应用行业规范法、拟合公式法、经验准则法对待评围岩力学参数的估算,并应用横向关联对照分析方法推荐了力学参数的取值结果。经与原位测试与室内试验结果推荐值对比发现,本文采用的力学参数综合估算方法结果与其取值大小、范围均较吻合,验证了该方法的合理性。对于隧洞围岩力学参数的快速、准确估算具有一定借鉴意义。

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泥水盾构开舱时的泥膜闭气性能及改性方法

姜腾,朱伟,闵凡路,魏代伟

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 504-509.

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带压开舱已成为泥水盾构开舱的重要方法,泥膜闭气性能关系到带压开舱能否成功。采用自制的泥膜气密性试验装置,开展泥膜气密性实验。采用CMC、正电胶、Na₂CO₃等三种泥浆添加剂对泥浆性质、泥膜性质进行改性,探索泥膜闭气的机理。结果表明:正电胶能有效提高泥膜气密性,0.2%的正电胶添加量能提升泥膜闭气值83%左右;相同条件下形成的泥膜厚度越大,其闭气值越高;泥膜致密性可由泥膜厚度和成膜后滤水量的比值(d/Q)来进行比较,d/Q越大,泥膜越致密,但闭气值的大小由泥膜透气时的致密性决定。

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预应力锚杆柔性支护法面层上的竖向土拱效应

涂兵雄,贾金青,王海涛,蔡燕燕

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 510-516.

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通过对预应力锚杆柔性支护法进行竖向土拱效应分析,求解出了预应力锚杆之间土拱的曲线方程。土拱的拱高随土体粘聚力和内摩擦角的增大而减小;随锚杆间距的增大而增大。在此基础上,推导了预应力锚杆间土拱效应不完全发挥和完全发挥时分别作用在喷射混凝土面层上土压力的解析解。结果表明:两种情况下得到的作用在喷射混凝土面层上的土压力,都随土体重度和锚杆间距的增大而增大;随土体内摩擦角、粘聚力以及面层与土体间摩擦角的增大而减小,且均趋于一个常数解,但前者得到的土压力比后者大。实际工程监测结果与理论计算的对比分析表明,土拱效应不完全发挥时的理论解与监测数据较为吻合。本文得到的计算公式可为预应力锚杆柔性支护面层上的土压力计算以及面层设计提供理论依据。

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双排围护桩结构变形和受力三维非线性计算

丁海涛,杨保全

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 517-526.

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双排围护桩支护结构作为一种新型的深基坑支护形式,在理论研究上尚不成熟,目前尚无统一的设计计算方法。在排距、桩体刚度、桩间土性质、被动区土性质改变的情况下,结构的变形和受力相应的变化目前研究很少,且大多局限在二维分析计算中,对于空间门架式结构的双排围护桩结构存在较大的缺陷。本文应用大型有限元程序ADINA,模拟上述不同工况,得出结构的三维位移场和应力场的变化规律,为结构的优化设计提供可量化的依据。最后结合工程实际,对比分析计算结果和实测结果,得出ADINA计算结果较好地反映了工程实际,计算结果比较可靠。

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砂土中灌注桩侧摩阻力的一个计算模型

金灵志,李明明,鲁嘉,叶春高,赵春风

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 527-532.

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当前针对灌注桩桩侧摩阻力的确定方法还存在明显缺陷,描述灌注桩侧摩阻力的计算模型极为缺乏。结合Березаицев松散体极限平衡的轴对称理论及夹心墙土压力理论,考虑了圆拱挤压效应的影响,修正了惯用挡土墙理论设定土压随深度线性增长产生的不收敛效应,提出了卸荷条件下灌注桩桩侧阻力的一个计算方法:在桩上部使用Березаицев解析解、在桩下部使用夹心墙理论;或者沿桩身全部应用夹心墙的理论。同时使用某高架工程现场测试结果进行了验证。结果表明:虽然计算值和实测值存在一定误差,但大体吻合,说明计算模型简便实用具有相当的安全性,适于工程初步估算使用。具备一定的工程实践和理论应用价值,并为进一步深入研究提供科研思路和参考。

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刚性桩复合地基桩端向下卧层刺入量计算方法

亓乐,王青松,刘薇

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 533-538.

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刚性桩复合地基桩端向下卧层刺入量的计算,是研究荷载传递规律和沉降的重要组成部分,能够完善复合地基沉降理论。为了研究桩体向下卧层的刺入变形,对下卧层等效单元体进行了受力分析,提出了关于桩端刺入量的计算方法,并对影响因素进行了分析。分析结果表明:刺入量随桩端桩土应力比和下卧层厚度的增大而增大,随下卧层压缩模量、内摩擦角和置换率的增大而减小。最后通过与试桩试验的实测结果进行比较,证明了本文计算方法的适用性。

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车辆超载作用下软弱基坑变形特性研究

陈梅,郑坚昭,莫玮宏,陈晓平

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 539-546.

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作用于坑顶的车辆荷载对于软弱基坑的变形和稳定具有重要影响,甚至可能成为相应的控制条件。本文基于珠江三角洲地区软弱基坑的一般特征,根据现行规范和已有研究成果,系统分析了坑顶车辆超载的计算模型和坑周土的本构模型,针对车辆荷载的拟静力单轴模型和土的修正剑桥模型建立了有限元计算模型,通过一个算例计算了坑顶车辆荷载作用下基坑在开挖与支护过程中坑周土体的变形规律和基坑的失稳特征,并进一步分析了坑顶车辆动载的影响深度及土的本构模型参数对变形规律的影响。结果表明,所选取的车辆计算模型和土的本构模型可以用于实际工程,计算结果可对支护结构的设计提供指导。

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蠕变作用下层状盐岩界面剪切应力变化规律研究

黄小兰,杨春和,李银平

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 547-551.

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层状盐岩储气库在长期运行期间,盐岩层与泥岩夹层两种不同岩石材料会因较大的蠕变差异引起变形不协调,在交界面产生剪切应力导致界面滑移破损,使油气沿着界面破损通道泄漏。结合我国在层状盐岩地质构造中建设能源储库的实际情况,通过对湖北云应地区层状盐岩中的盐岩和泥岩夹层的三轴蠕变试验表明,盐岩蠕变率比泥岩蠕变率至少大一个数量级。建立蠕变本构模型,对储库长期运行期内层状盐岩界面剪切应力的分布和变化规律进行数值分析,并讨论了盐岩稳态蠕变率不同时,界面层间剪切应力的变化情况。研究结果表明,界面层间剪切应力集中分布在靠近腔体的小段范围内,其后层间剪切应力迅速降低,且随着蠕变时间的增加,层间剪切应力增加的越来越快;盐岩的蠕变特性越好,层间剪切应力越大,当界面剪切应力达到界面抗剪强度时,就会发生破坏。蠕变试验和数值模拟结果,对于层状盐岩渗漏稳定性和密闭性研究具有重要指导意义。

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分段线性差分一维大变形电渗固结模型

周亚东,邓安

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 552-558.

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经典固结理论假设土体的物理、力学和电学特性均匀稳定,给出的解答往往忽略实际电渗固结中土体属性的动态变化。本文采用欧拉坐标系,建立一种分段线性一维大变形电渗固结模型ECS1。该模型考虑土体孔隙比、渗透、电势随固结进程的非线性变化,可分析电渗过程中土体超静孔隙水压力、沉降与固结、电势以及电阻的动态变化。通过算例验证及阐述该模型的特点,结合算例,给出了非线性大变形情况下的电渗固结数值解,求解或分析的对象包括渗流量、沉降量与固结度、孔压与电势分布,以及不同电势梯度对固结的影响。

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考虑蒸发影响的非饱和土坡渗流分析

卢佩霞,王叶娇,曹玲,徐永福

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 559-565.

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运用分形模型理论预测了粘土、粉土与砂土的土-水特征曲线与导水系数曲线。讨论了大气降雨-蒸发作用对非饱和渗流场的变化规律。在大气蒸发作用下,粘土边坡表层土体的负孔压逐渐增大。随着降雨入渗,粘土边坡坡脚处的土体首先达到饱和状态,并出现正孔隙水压。在降雨过程中,粉土边坡与砂土边坡的坡脚处,难以形成正孔隙水压。粘土边坡的实际降雨入渗量较小,且与土体的初始含水量、降雨类型、土体的导水系数等因素有关。非饱和土的实际蒸发量不等于其饱和状态时的土体蒸发能力。当土体达到饱和状态时,两值相等。实际蒸发量与潜在蒸发量的比值是土体表层基质吸力的函数。

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土的动剪切模量比和阻尼比的经验模型研究

彭盛恩,王志佳,廖蔚茗,张明,张建经

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 566-572.

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收集了大量近年来国内外公开发表的关于动剪切模量比和阻尼比的文章,提取了文中关于动剪切模量比和阻尼比随剪应变变化的试验数据,选择了统一的经验模型对粘土、淤泥质土、砂土及岩石的试验数据进行回归分析,得到了针对不同土及岩石的回归方程。将拟合结果同国内外学者给出的实测值平均曲线进行对比,验证了所选择经验模型和拟合曲线的可靠性。本文所选用的试验数据包含了新近发表文章中的试验数据,因此,本文的拟合结果可为岩土及地下工程的抗震分析提供更有意义的帮助。

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水泥固化滨海风积砂三轴试验研究

胡舜娥,蔡燕燕,俞缙,齐永正,江文放

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 573-579.

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为了研究水泥对滨海风积砂的固化作用,设计了一系列三轴试验,分析了在高含水量状态下有效围压、水泥剂量和龄期对风积砂应力—应变曲线和孔压曲线发展规律的影响。结果表明:纯砂样的偏应力峰值和初始有效围压的拟合关系近似呈线性关系;在CD试验中,随着水泥剂量的增大,试样偏应力峰值明显增强,但低水泥剂量(2%)下偏应力峰值反而比纯砂样低;在CU试验中,由于水泥阻碍了孔压的消散,使得试样强度反而比砂样的略为降低;胶结样峰值强度与水泥剂量的拟合关系近似呈二次项关系;和7天相比,龄期28天对强度的贡献不大。试验结论对研究滨海地区风积砂路用性能具有实用价值。

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圆砾土大型三轴试验力学特性研究

唐开顺,谢雄耀,杨磊

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 580-585.

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采用大型三轴压缩试验对各级围压下南宁地区两种常见的不同密实度圆砾土的抗剪强度、变形特性、内摩擦角等进行了分析比较,试验结果表明在中密状态下圆砾土表现出明显的应变硬化和剪缩特性,而在密实状态下圆砾土则表现出应变软化及剪胀特性,抗剪强度包络线由于圆砾土本身的颗粒形状特性以及围压的增大导致剪胀作用减弱呈近似的线性,随着密实度的增大,圆砾土的抗剪强度增大,内摩擦角增大,试验值相较南宁地区以往所取的经验值而言有较为明显的提高,有效地减小了实际工程中围护结构的受力及变形,为南宁地区工程设计的参数优化起到了一定的指导作用。

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水温对泥质粉砂岩物理力学性质的影响

刘祥鑫,梁正召,张艳博,田宝柱

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 586-592.

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通过对不同水温浸泡至饱和状态下的泥质粉砂岩开展单轴压缩破坏试验,获取岩石破裂全过程的力学参数,分别从宏观破裂图像、岩渣SEM微观观测图像出发,研究了含水及不同水温浸泡对岩石破裂的物理力学行为、微观与宏观破裂形态的影响。研究表明,泥质粉砂岩含水后,泥质粉砂岩的峰值强度、弹性模量、软化系数、微观结构等出现明显变化;当水温从常温(25 ℃)提高到50 ℃和100 ℃,泥质粉砂岩的微观结构变化较为明显,主要体现在随浸泡水温的提高,岩石微观颗粒饱满度增大、孔隙变小,岩石含水能力降低;随着浸泡水温的提高,峰值强度、弹性模量、软化系数等物理力学参数逐渐提高。

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单裂隙岩体冻融力学特性试验分析

路亚妮,李新平,肖家双

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 593-598.

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采用具有不同几何特征的闭合裂隙类砂岩模型试样,进行冻融后的单轴压缩试验,分析裂隙岩体经不同冻融循环次数后的物理力学特性,以及不同裂隙倾角、不同裂隙长度的岩样对冻融岩体强度及破坏形态的影响。研究发现:预制闭合裂隙对冻融岩样外观破坏特征影响不是很大;同一类岩样在其它条件相同的条件下,单轴抗压强度及弹性模量随着冻融次数的增加而减小,相同的冻融次数,相同裂隙倾角不同裂隙长度的试件,随着裂隙长度的增长,单轴抗压强度有较大幅度降低,且随着裂隙倾角的增大,降低的程度越来越小;而对于相同的冻融次数,相同裂隙长度不同裂隙倾角的试件,倾角的变化对冻融岩样的影响不大;冻融岩样单轴试验破坏形态随着冻融次数的增加,由单一的较平滑的破坏面逐渐发展为多个表面粗糙的破裂面,除完整岩样及倾角为90°的岩样为劈裂破坏外,其余裂隙岩样基本为沿裂隙面的剪切破坏。

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光滑与粗糙单裂隙动水注浆对比试验

湛铠瑜

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 599-603.

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采用模型试验在动水条件下对光滑和粗糙的单一裂隙注浆进行了对比研究,分析了光滑和粗糙裂隙在动水注浆过程中的渗流压力、流出液体重量、浆液扩散半径和扩散面积的变化规律。结果表明,渗流压力与裂隙的粗糙度成正比,随裂隙粗糙度的增加而增大;粗糙的裂隙有利于浆液沿逆水流和垂直水流方向扩散但不利于浆液沿顺水流方向扩散;粗糙的裂隙有利于防止被动水冲刷从而达到更好的注浆堵水效果;为了达到理想的注浆堵水效果,在裂隙光滑时应该调节浆液配比缩短浆液的凝胶时间。本文研究结果对根据不同的裂隙粗糙度调整注浆工艺有指导作用。

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蒸压钢纤维粉煤灰砖长龄期抗折性能试验分析

李海涛,马芹永

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 604-610.

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为研究蒸压钢纤维粉煤灰砖长龄期的力学性能,自然环境下养护1000d后对不同钢纤维体积掺量的蒸压钢纤维粉煤灰砖进行抗折强度试验。试验结果表明,钢纤维体积掺量为0.4%、0.6%和0.8%时,相比蒸压粉煤灰砖,蒸压钢纤维粉煤灰砖的抗折强度分别提高了16.1%、38.7%和24.2%,钢纤维的加入能提高长龄期抗折强度并能改善砖体的破坏形态;0.6%钢纤维体积掺量时,砖试件在抗折强度和破坏形态上均表现出较好的特性,是钢纤维的合理体积掺量。钢纤维锈蚀是影响蒸压钢纤维粉煤灰砖长龄期抗折强度的主要因素。

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预压作用下软土固结蠕变及微观结构试验研究

扈胜霞,李平,吴小强,郝艳娥

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 611-618.

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为了揭示预压荷载作用下软土路基工后沉降的机理,开展了室内模拟真空、堆载以及真空—堆载联合预压加固软土的固结蠕变三轴试验及微观结构试验。分析了在三种不同的预压作用下土体固结蠕变性状的不同和微观结构的变化机理。结果表明:在三种不同的预压荷载作用下,固结过程中,是真空—堆载联合预压条件下土体的沉降量最大,其次是堆载预压,最小的是真空预压。蠕变过程的沉降量是堆载预压的最大,其次是联合预压,最小的是真空预压。预压荷载作用下土体的固结和蠕变具有耦合效应;微观结构参数的变化受预压加载方式的影响。微观结构参数的变化率与宏观物性参数的变化率有相似的性质。

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拱顶空洞对隧道围岩及初期支护结构稳定性影响

刘华荣,钟祖良

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 619-623.

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在新奥法隧道施工过程中,由于种种原因,隧道的围岩当中和初期支护背后往往会存有空洞。特别是隧道拱顶位置处的空洞,由于施工技术以及难度等因素的影响,位于隧道拱顶处的空洞常常不能完全填实,这为隧道的施工及使用埋下安全隐患。本文以山西某铁路隧道为工程背景,运用数值模拟的方法,对存在拱顶空洞的隧道和初期支护结构进行内力分析,研究拱顶空洞对隧道围岩及初期支护结构的稳定性的影响,并提出了相应的治理措施,为类似的隧道工程建设提供参考。

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正交试验法在旋喷桩参数试验中的应用

白中坤,杨朝帅,于少辉

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 624-629.

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超前水平旋喷桩能有效加固软岩隧道的待开挖土体,减少溜塌,为安全开挖提供保障。合理的旋喷施工参数是保证工程质量的前提。本文针对提升速度、浆液喷射压力、水灰比等影响因素对旋喷桩成桩直径和桩体强度的影响,设计、实施了L₉(3⁴)正交试验。通过开挖测量、取样测强等方式进行试验数据统计,并采用EXCEL和SPSS统计软件对结果进行分析。分析结果表明:工程所处的粉细砂地层中,旋喷桩施工参数的最优组合为,提拔速度:9.0 cm/5 s,旋喷压力:40 MPa,水灰比:1.2∶1;喷射压力对桩径和状体强度均产生显著性影响;采用专业分析软件进行正交试验结果分析具有快速、准确的优点,值得在今后类似的工程中推广。

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砂土区间地铁盾构施工土体参数反演及其验证

李振涛,姜磊,刘宇,汪江

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 630-634.

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在地铁砂土区间盾构法施工过程中,由于盾构机的掘进和注浆填充对周围的土层有一定的扰动作用,该土层的力学参数产生了一定变化。现场原位试验很难准确测得土体的参数。根据工程重要性和施工的信息化要求,土体的部分力学参数需要利用施工过程中地表沉降监测数据进行位移反演得出。结合沈阳某砂土区间盾构施工监测,利用改进的遗传优化的神经网络算法对其土体参数进行反演,得出较为准确的土体参数,并将其代入数值模型中进行计算验证。结果表明,数值计算结果与监测数据基本吻合。

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硬岩大跨暗挖地铁车站施工方案优化分析

程韬,刘建伟,曹平

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 635-640.

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结合青岛地铁3号线君峰路暗挖车站工程的设计与施工,通过对比分析硬质地层中采用双侧壁导坑法施工的既有大跨度地铁车站,将开挖方法由原来的双侧壁导坑法改为双侧直壁CRD法施工,从而加快了施工进度。通过MIDAS GTS对两种开挖方法进行三维有限元施工过程模拟,对比分析两种开挖方法引起拱顶沉降、洞内净空收敛值,从施工工序和施工力学上对两种施工方法的优劣进行比较分析,结合实际施工监测值,验证了优化施工方案的安全性和可行性,也为类似工程施工方案的优化提供参考。

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小间距平行盾构隧道施工的反分析研究

李晓霖,郭婷,惠丽萍

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 641-649.

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结合北京地铁十号线三元桥站～亮马河站区间盾构隧道工程,提出了根据监测数据对两条盾构隧道小间距、长距离并行施工相互影响进行反分析的方法,并根据工程实施过程中的监测数据,分别对盾构隧道环向和纵向的内力进行了分析,指导了施工。研究表明,当两条盾构隧道小间距、长距离并行施工时,会出现后行盾构隧道对先行隧道先挤压、后卸载的情况,引起先行隧道环向的内力变化,与实际监测的数据吻合。该研究方法及工程实践结论可以为地铁类似工程的设计、施工、监测提供参考。

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地铁车站曲线顶管暗挖新方法数值模拟研究

汤渊

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 650-655.

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传统的地铁车站施工方法有明挖法、逆作法、盖挖法等,采用这些施工方法往往需要长期占用道路,管线和绿化搬迁量大,建筑拆迁量多,引发建筑与环境、交通、社会的矛盾。为了解决目前地铁车站施工问题,提出了一种新型的非开挖建造地铁车站技术——即曲线顶管暗挖新方法。同时结合轨道交通10号线华山路站,对曲线顶管暗挖法新方法施工地铁车站的非开挖施工技术进行了数值模拟,研究了开挖方案可能引起的地层响应,预测了施工过程中衬砌结构的最大应力。

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盾构近距离下穿对上覆已建隧道影响的实测研究

朱蕾,赵敬妍

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 656-662.

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通过对上海轨道交通7号线下穿地铁2号线施工期间已建隧道的实测数据分析,探讨了施工扰动影响下已建隧道的隆起、沉降曲线波峰位置的偏移、二次穿越的叠加效应、穿越施工的影响范围等。结合典型工况及施工参数分析已建隧道受盾构穿越施工的影响,得出盾构穿越期间已建隧道先隆起后沉降;曲线形态由近似正态分布向类似M型的双波峰转变;上方已建隧道变形最大值偏离投影正交点;完成后第42 d已建隧道的变形趋于收敛,盾构穿越施工的横向影响范围为4D(施工盾构直径),在盾构纵向推进方向影响范围在3D至5D间等结论。

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深基坑施工对既有变形运营隧道影响实测分析

田海洋

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 663-667.

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随着城市建设的发展,部分运营隧道结构历史上已经出现了一定程度的变形,结构状况不良,比其他位置的隧道更容易受基坑开挖或辅助措施施工的扰动。某工程深基坑紧邻运营地铁隧道6 m,距离在建地铁隧道12 m,基坑开挖深度14.9 m,坑底位于隧道以下,施工过程严格遵循“时空效应”理论。本文通过对深基坑不同施工阶段的隧道沉降、收敛及水平位移的监测分析,提出了必要的控制措施,使得隧道变形控制在允许范围之内,为日后类似工程提供借鉴。

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超高压服役杆塔病害及三维激光扫描检测技术

谢雄耀,姜毅,卢晓智,梁浩,王承

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 668-674.

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对上海地区220 kV及以上输电线路服役杆塔现状及病害情况进行了调查。服役杆塔主要存在四种病害:杆塔结构整体倾斜、杆塔塔身及附属部件腐蚀、基础周边地基破坏以及杆塔外力破坏。基础不均匀沉降和杆塔受力状态改变造成了杆塔结构的整体倾斜,钢材的电化学反应造成了杆塔塔身及附属部件的腐蚀,自然或人为原因造成了基础周边地基破坏,汽车撞击则是杆塔外力破坏的主要原因。采用徕卡公司ScanStation C10三维激光扫描仪对长江路220 kV闸蕴2202线一基直线塔和一基转角塔进行了三维激光扫描检测。现场扫描得到了两基铁塔的点云数据,对所得点云数据进行数据处理,结果显示两基铁塔的整体倾斜度分别为1.2‰和1.4‰,均在规范规定的范围内。

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红粘土含水量的微波炉法快速测定

王军保,包太,梁宁慧

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 675-681.

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为了找到一种效率高、精度高的快速测定土的含水量的方法,分别用烘干法和微波法进行了红粘土含水量的对比试验。首先,通过对烘干法和不同组合(单个试样质量和微波炉加热火力的各种不同组合)下微波法试验结果的回归分析,得到了不同组合下微波法所得含水量与烘干法含水量的回归方程;其次,通过对不同组合下微波法试验结果的正交试验方差分析,确定了用微波法测定红粘土含水量的最优组合和最优回归方程;最后,对最优组合进行了试验验证。研究表明:采用微波法测定红粘土的含水量是可行的,且与烘干法相比,采用微波法测定红粘土含水量,可以大大提高工作效率,加快试验进程。

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上覆地层及管内充物对非金属管线探测的影响

刘成禹,巫克霖,张哲凌,陈高奎

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 682-688.

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通过一系列的实验,分析和讨论了不同上覆地层和管线内部充填物对非金属管线探测结果的影响规律。研究表明:不同地层下雷达天线耦合作用存在差异,在粘土中耦合的雷达波中心频率和频带宽度相比砂土更低;不同地层中雷达子波传播有所不同,在砂土中雷达反射波的中心频率降低和频带宽度都随深度而降低,粘土中的中心频率无明显变化,频带宽度显著变窄;因此在砂土中非金属管线的探测结果的准确性比粘土中的高。非金属管线内部充填物对非金属管线的探测准确性有较大影响,在上覆砂土的情况下,管内充填水、湿砂时的管线探测准确性比管内无充填的高。

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金属矿山底部结构巷道群开挖扰动稳定性分析

徐文彬,宋卫东,杜建华,梅林芳,刘博华

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 689-696.

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为了研究开挖顺序和布置形式对底部结构巷道群稳定性的影响,借用三维FLAC^3D数值计算软件,结合大冶铁矿-180 m阶段底部出矿结构巷道群的工程实例,分析了交叉型巷道群围岩由于不同的开挖顺序而产生不同的应力状态、位移变形以及塑性屈服变化特征;对比了不同布置形式的底部结构在开挖影响下的稳定性.结果表明:交叉型巷道的应力、变形分布与开挖扰动的顺序和布置形式相关,开挖顺序和布置形式不同,巷道围岩的应力、位移变化程度有明显的差别;交替式开挖顺序对底部结构巷道群围岩的扰动程度最小;对称布置的底部结构在施工形成过程中表现的稳定性更高;依据上述研究结论,指导了大冶铁矿底部结构设计和施工顺序,同时对类似矿山具有借鉴意义.

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爆破振动对邻近盾构管片影响的测试与分析

梁禹,张庆彬,刘洪震,游永锋,阳军生

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 697-704.

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台山核电站取水隧洞是我国首条用泥水盾构施工的越海隧洞,因工程需要,需在已建1号隧洞旁海底基岩段和孤石段地层进行钻孔爆破及预加固处理。由于爆破属无临空面爆破,爆破振动较大,必须将爆破振动对邻近已建隧洞管片结构的影响控制在容许范围内。研究结果表明:现场实测振动数据受环境干扰较大,需先进行滤波处理;基于处理后的数据进行数值动态响应分析,并通过控制爆破药量及其他减振措施,证明基岩段及孤石段爆破时对邻近隧洞管片影响较小,结构总体较安全。

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采用非连续变形分析方法分析巷道的稳定性

王文,朱维申

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 705-710.

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用改进的非连续变形分析方法对某巷道进行了稳定性分析。采用考虑空间影响的等效初应力方法分析了巷道的开挖,并与忽略空间作用的方法进行了对比。结果表明,在工程中垂直于平面的应力或应变比较大时,空间作用不能忽略。然后将改进后的 SSOR-PCG 方法加入到非连续变形分析程序中,节省了方程的计算量,加快了计算效率。此外,采用改进后的程序分析了某工程六种不同断面形状的巷道的位移场和应力场,得到了巷道的最优断面为直墙半圆拱形断面。另外,通过对工程关键点位移的监测分析了预应力锚索对巷道围岩的加固效应,得到了锚索的长度为3 m,施加预紧力为150 MPa为巷道最优支护方式,可提高巷道围岩的稳定性。

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一种适应山区填土地基沉降的轻钢厂房柱基础

潘钦锋,曾祥勇,张云,朱爱军,周小义

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 711-715.

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针对山区填土地基上的轻钢厂房结构,本文提出了一种适应填土地基沉降的钢结构柱下浅基础,该柱基础包括连接钢筋以及从上到下依次设置的柱底板、钢垫板、预制垫块和柱下独立基础,其中连接钢筋包括顶部螺杆钢筋、中部螺杆钢筋和底部锚栓螺杆钢筋。该钢结构柱基础结构合理,施工方便,安全可靠,可以根据需要随时调节柱底高度,能有效解决地基沉降对现有轻钢厂房柱基础施工及结构正常使用所带来的不利影响,在相应的工程建设中具有良好的经济效益和时间效益。

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某地铁车站软土深基坑加固效果研究

朱志祥,刘少炜,刘新荣,傅晏

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 716-720.

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采用水泥土搅拌加固软土深基坑土体是工程中常用的有效方法。本文采用有限差分软件FLAC3D建立某地铁车站深基坑的数值计算模型,并对未加固和加固两种设计方案进行了施工全过程数值模拟,对两种方案的土压力、地下连续墙水平位移以及邻近铁路路堤沉降的模拟计算结果进行了对比分析。结果表明:三轴水泥土搅拌桩对于软土深基坑加固效果显著,能够有效的减少围护结构的侧向位移和地表沉降;当周边环境对基坑变形有严格要求时,对土体进行加固,提高土体强度是十分有效的措施。

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地铁房山线的地质、环境风险及防范措施分析

吴言军,陈爱新,朱志刚

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 721-726.

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近年来,随着城市规模的扩大,为缓解交通压力和新城建设,北京地铁建设获得了快速发展。但由于北京地区地铁建设场地地下、地上环境条件复杂,存在或潜在着诸多风险,在建设过程中已多次导致工程问题或事故的发生。地铁属于地下线性隐蔽工程,工程建设过程中影响安全风险因素众多,能否全面查清工程场地的地质、环境条件,认清重大风险因素,对地铁工程的安全建设至关重要。本文试从目前正在建设中的地铁房山线工程入手,对存在的主要风险类别、特征及影响因素进行分析,并提出对应的防范措施或建议,希望能为北京地区地铁工程安全建设提供一些参考和帮助。

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基于改进动态规划算法的堆积体边坡稳定性分析

黄玮,徐卫亚,陈鸿杰,顾锦健

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 727-732.

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引入图论的概念,将堆积体边坡稳定性分析中搜索最危险滑动面及计算安全系数问题转化为图论中求最短路问题。对动态规划算法进行改进,给出改进动态规划算法的基本方程,利用改进动态规划算法解决图论中求最短路问题,建立基于改进动态规划算法的极限平衡有限元方法。通过一个算例对该方法进行验证,计算结果与推荐答案基本一致,说明该方法适用于堆积体边坡稳定性分析。将该方法用于溪洛渡水电站左岸谷肩堆积体边坡稳定性分析,研究表明,计算得到的最危险滑动面和安全系数与极限平衡法的计算结果基本一致,工程应用效果良好。

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盾构隧道长期渗漏水检测新方法

程姝菲,黄宏伟

地下空间与工程学报. 2014, 10(3): 733-738.

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近年来我国地铁建设蓬勃发展,但地铁隧道的渗漏水问题却屡见不鲜,现有的隧道渗漏水检测方法多存在着效率低、成本高等缺点。因此,本文根据渗漏水后管片物理特性的变化,提出两种长期自动检测隧道渗漏水的新方法:温度梯度法和电导率法。通过一系列室内试验,证明这两种方法在不同渗漏水下均具有一定可行性。根据试验结果设计出两套渗漏水检测系统,在上海地铁隧道中进行现场检测,发现电导率法检测渗漏水更加高效、敏感,且价格低廉,具有良好的应用前景。

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