地下空间与工程学报

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袁红,戴志中,刘新荣,李鹏

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 1-5.

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重庆地下空间具有悠久的发展历史,受陪都时期及其山地地形特征的影响,重庆地下空间的发展呈现出独特的特性。重庆城市中心区地下空间的利用始于近代防空洞室的建立及上下水道的利用,新中国成立后,重庆城市中心区建立了发达的市政管网系统及防空地下工程;直辖后,随着商业中心的建立,地下人防常用作平战利用的地下商业街,高层建筑地下室常用作商场及地下超市;2008年,重庆市规划局发布了《重庆市城乡规划地下空间利用规划导则(试行)》,标志着地下空间开始进入因地制宜、大规模开发的新阶段。本论文的研究目的是通过研究地下空间在城市化过程中的发展情况,突出地下空间在城市发展中的作用,指出地下空间将是未来城市空间发展中的重要载体,地下空间的利用将推进城市的集约、可持续发展,将对原有城市发展的政策、法规、规划设计带来新的发展机遇及挑战。

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历史地段地下建筑出入口设计研究 ——以上海地铁12、13号线换乘通道为例

许劼,王荻

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 6-13.

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在城市化进程中,历史地段的更新改造是城市建设中迫切需要解决的问题。以现有的地下建筑空间出入口设计理论为基础,应用到上海地铁12、13号线换乘通道地块的案例中,将设计方案与理论模式进行对比和分析,总结出三种出入口设计的理论类型,分析其优缺点、适用性,弥补其设计手段,结合历史地段的特定地上条件,深入剖析理论在实际运用中的问题与解决对策,并试图寻找历史地段地上建筑的功能转变及保护更新模式对地下空间出入口设计的影响。

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医疗建筑地下空间设计研究

吴铮,王珊,王进,高行

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 14-18.

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通过分析我国医疗建筑地下空间功能使用单一,空间利用效率低下的现状特征,提出应当从改善自身物理条件,拓展功能用途,营造休闲空间,并使之与城市交通连接等方面积极主动提升地下空间使用效率。通过横向比对分析相关国内外先进的理念与实例,归纳出与之相对应的设计手法,弥补自然采光与自然通风的不足,改善自身物理条件;利用地下空间实现流线分离,将更多的功能空间向下延伸;强调休闲空间对其周边的渗透、串联与分隔;与城市交通相连接,承担与城市衔接的任务。为设计从业者更高效,更合理,更人性化地开发医疗建筑地下空间提供一些帮助与启迪。

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单轴压缩下煤岩声发射及分形特征研究

高保彬,李回贵,刘云鹏,谢强

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 19-25.

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为了研究煤岩在单轴压缩下的声发射及分形特征,利用RMT-150C 型岩石力学伺服试验系统和CDAE-1 型声发射检测仪对砂岩、砂质泥岩和戊组煤试样进行了实验研究。对砂岩、砂质泥岩和戊组煤的力学特性、声发射计数和累计计数以及声发射序列的分形特征进行了对比研究。研究结果表明:煤岩全应力-应变过程可分为四个阶段:初始压密阶段、准弹性阶段、塑性变形破坏阶段和残余变形阶段。初始压密阶段,声发射计数都比较低,累计计数增加的趋势特别缓慢;准弹性阶段,声发射计数有所增加,累计计数变化趋势相对较快;塑性变形破坏阶段,声发射计数都出现了跳跃式上升,声发射累计计数都出现了激增现象,砂岩特别明显;残余变形阶段,声发射计数水平比较低,累计计数基本不增加了。煤岩破坏过程中声发射序列都具有分形特征,分形维值在煤岩破坏前会出现突降现象,可以作为预测煤岩动力灾害的前兆。

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人工冻土单轴与围压状态动力学性能对比分析

马芹永,袁璞,陈文峰,张经双

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 26-29.

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采用φ 37 mm铝质分离式Hopkinson压杆试验装置,研究了冻结温度为-8 ℃、-12 ℃和-16 ℃条件下人工冻结黏土在单轴和围压两种受力状态下的冲击破坏特征和强度特性。试验结果表明,当应变率相同时,单轴和围压两种受力状态下人工冻土的最大应力均随冻结温度的降低而增大,表现出较强的温度效应。在高应变率加载条件下,两种受力状态下人工冻土的冲击破坏形态分别呈现出脆性破坏和黏塑性破坏。当冻结温度和冲击气压相同时,两种受力状态下人工冻土表现出明显不同的动力特性,且围压状态下人工冻土最大应力明显高于其在单轴状态下的最大应力,呈现出明显的应力强化特性。

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路用土石混合料的剪切特性试验研究

田恒蛟,薛亚东

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 30-35.

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路用土石混合料是一种不同于土和岩石的高度非均质材料。混合材料的变形和剪切强度参数主要受含石率、块石形状和土体性质的影响。通过现场取样,综合考虑三个因素的影响,开展室内大型直剪试验。研究结果表明:应力应变关系曲线表现出三个阶段;碎石与土组成的混合料抗剪强度大于同等混合比例的卵石与土组成的混合料;含石率为40%~60%时,混合料抗剪强度较好;粘土与块石的混合料含石率较低时,低围压下表现为剪胀,高围压下表现为剪缩,含石率较高时,低围压和高围压均表现为剪胀;砂土与块石的混合料在低围压和高围压下均表现为剪胀。为快速评测现场土石混合料的粘聚力和内摩擦角,本文还提出了一种实用、简便的估算方法。

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深埋硬岩隧洞落底开挖诱发围岩损伤破坏研究

王振,唐春安,马天辉,李连崇,杨岳峰,李根

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 36-42.

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为深入研究深埋硬岩隧洞在落底开挖前后的围岩损伤破坏情况,结合锦屏二级水电站引水隧洞实际资料,借助RFPA有限元数值分析软件,研究岩体微破裂萌生、发育和扩展的演化机制。分析表明,在落底开挖过程中,由于开挖卸载,形成二次分布的应力场,在高应力和材料物性劣化的共同作用下,落底前的损伤会进一步发展,进而迫使局部应力场不断调整,诱发损伤向深处演化,同时引发已支护部分围岩出现损伤破坏。研究成果为更好地理解高应力下深埋硬岩隧洞的围岩损伤破坏模式提供重要参考。

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圆形巷道围岩剪切带形成过程的能量释放模拟

王学滨,伍小林,潘一山

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 43-50.

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利用FLAC模拟不同侧压系数条件下圆形巷道围岩破坏过程中的能量释放规律,着重考察V形坑及短剪切带形成过程中的剪切破坏的单元数及应变能释放率的演变规律。在计算中,采用初始化模型内部正应力的方法,利用应变软化的本构关系,采用“先加载,后挖洞”方式。模拟结果表明,当剪切破坏单元仅位于巷道的表面上时及深入围岩很浅时,剪切应变能释放率的值很低,呈“脉冲式”及“振荡式”特点;当短剪切带形成后向围岩中传播时,其呈“激增式”特点。对本文模型和传统的轴对称模型的差别进行了讨论。在本文的内圆外方的模型中,剪切应力尽管没有初始化,在加载后也会存在,因此不属于轴对称模型。剪应力的存在及变化是V形坑及短剪切带发生及发展的主要因素。侧压系数的提高使剪切应变能释放率的峰值提高,两种能量释放现象提前,破坏单元数提高。

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溶洞位置对巷道围岩破裂过程的影响分析

邵琳,左宇军,宋希贤

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 51-56.

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利用二维真实破裂过程分析软件RFPA^2D建立了在静载荷作用下含溶洞巷道围岩破坏过程的数值模型,分析了巷道拱顶、侧部及底部围岩中存在溶洞三种情况下巷道围岩的破裂过程,并与不含溶洞巷道的情况进行了对比。结果表明,巷道围岩中溶洞的存在,使得巷道围岩应力场和位移场的分布发生变化,在溶洞与巷道之间区域应力集中程度较大,破坏总是发生在巷道邻近溶洞一侧且与溶洞距离最近处。在相同加载条件下,三种情况中底部存在溶洞时围岩最先发生破裂,并迅速与溶洞贯通,使巷道底板破坏,底部溶洞对巷道的稳定性最为不利。在巷道周边存在的不同分布位置的溶洞,使得巷道围岩各部位的应力集中程度不同,靠近溶洞侧的围岩应力集中程度较大,围岩位移变化较大。

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地面堆载对既有盾构隧道结构影响的试验研究

吴庆,杜守继

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 57-66.

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地面堆载对既有盾构隧道结构影响的研究对既有隧道的保护具有重要意义,而隧道的埋深和堆载位置是其中两个关键的因素。本文在调研国内外研究成果的基础上,结合上海本地工程特点,根据不同隧道埋深(D为隧道直径,选取1D、2D、3D三种)和堆载位置(D为隧道直径,选取0、1D、2D、3D四种),通过室内模型试验对堆卸载作用下既有盾构隧道结构的变形特征进行研究。根据试验结果,文章总结了在埋深和堆载位置影响下,既有盾构隧道在地面堆载作用下的变形规律。试验结果对既有盾构隧道的使用和保护提供了参考依据。

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平行顶管近接施工的室内试验研究

李博,许烨霜,马磊,沈水龙

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 67-71.

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顶管工程中泥浆护套对顶进中的地层变形与土体劈裂有重要的影响。通过室内试验研究了近距离平行顶管的相互作用。在不同注浆条件下,将顶管顶入布置有两条既有顶管管道的试验箱内,通过测试系统获得不同注浆条件下顶管顶进时顶力的变化情况、土体的竖向变形和顶管顶进对既有顶管管道产生的影响。研究结果显示:顶管顶进过程中,顶力先增大后逐渐减小,土体出现隆起现象;新顶进顶管对既有顶管管道上方土体产生影响,但影响有限;注浆可以有效减小顶管顶进阻力,分布在顶管外壁和周围土体中的浆液使土体体积膨胀,这使得在注浆条件下土体表面产生的变形大于未注浆时土体表面变形。试验结果可以有效地指导近距离平行顶管的施工。

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公路隧道围岩亚级分级系统的开发及应用研究

张建国,王明年

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 72-76.

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由于在实际隧道工程中,各级围岩的稳定性情况极为复杂,即使是同一级别的围岩,隧道稳定性也不尽相同。为了实现施工阶段围岩分级的可操作性与自动化,本文基于围岩稳定性对统一的围岩(岩质和土质)亚级分级理论标准及亚级分级方法的研究基础上,开发出相应的软件系统。该系统包括公路隧道围岩分级指标值输入、公路隧道围岩亚级分级、公路隧道设计参数确定和结果输出四大模块,实现了人机交互,同时还采用数据库对围岩的信息进行保存,使其应用更具人性化,操作更加简单。通过该系统的现场应用,其准确率可达85％以上,其计算结果可以为施工阶段的围岩分级及围岩变更提供一定的依据。

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车-隧耦合条件下围岩对系统动力特性的影响

梁波,刘毅,卿伟,罗红

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 77-83.

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随着地铁和城际高铁等城市公共交通的迅速发展,有关车辆-隧道体系的动力相互作用和有关围岩条件与结构系统的关系研究日显重要。本文首先将轨道/隧道作为参振子结构纳入车辆计算模型,考虑车-隧体系耦合动力作用,建立了车-隧耦合动力分析模型。在此基础上,主要从能反映车辆运行品质和隧道/轨道结构设计参数或动力特性的一些主要指标入手(比如车体竖向振动加速度、车辆动轮重、轮重减载率、钢轨的竖向位移、隧道围岩顶部的竖向位移和竖向应力等),探讨了模型分析、单元类型、指标确定等问题,研究分析了不同围岩级别对系统动力特性的影响。分析表明:只要隧道结构/轨道结构设计合理,车辆选型合理并在一定的车速范围内,各类围岩条件均能满足车-隧系统的动力特性要求。但综合各项指标的设计标准,Ⅲ级围岩各项指标相对较优。

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特大圆环支撑深基坑变形特性的三维数值分析

李松,杨小平,刘庭金,唐长东

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 84-89.

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以某特大圆环支撑深基坑工程为背景,采用有限元分析软件MIDAS/GTS,对深基坑特大圆环支撑体系的变形特性进行了系统的三维数值分析。通过与地下连续墙的水平侧向变形和墙顶沉降实测数据进行对比分析,表明采用GTS软件进行特大圆环支撑深基坑工程的三维动态施工模拟分析是可行的;研究了不同土体开挖次序下、不同工程地质条件下特大圆环支撑深基坑地下连续墙的水平侧向变形特性,结果表明:土体开挖过程,地下连续墙的水平侧向位移存在显著的位移回弹效应,且随着基坑开挖深度的增大而增强,非对称开挖明显强于对称开挖,采用对称开挖比非对称开挖能显著减小软土地层地下连续墙的水平侧向位移。

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地下连续墙内热交换管引起的温度应力研究

夏才初,朱建龙,曹诗定

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 90-95.

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能源地铁车站技术是一种利用地球地温能的新型建筑节能技术,通常是将地源热泵热交换管系统埋设在车站的结构中,当热交换管引起周围结构的温度产生变化时,会引起地下结构中产生温度应力。因此,对温度应力进行研究是确保结构安全的一个重要项目。通过对地下连续墙中埋设热交换管的情况建立热力学模型,并采用数值模拟方法进行求解。对数值模拟的结果进行分析,能直观地得到地源热泵系统运营时温度场和温度应力的特点,而这些特点对指导设计和施工有着重要意义。

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基于ABAQUS的超深地下连续墙工字钢接头型式分析

杨宝珠,丁克胜,邵强,张淑朝,徐长领

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 96-101.

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基于ABAQUS有限元分析软件,结合天津文化中心交通枢纽Z1段实际工程,建立了超深地下连续墙工字钢三维有限元模型,研究天津软土地区水文地质条件下的超深地下连续墙体工字钢接头处的水平位移变化趋势及其接头处的薄弱渗流面,可在工程施工准备和施工过程中,进行数值模拟预判,为工程设计、施工过程中可能出现的问题与风险提前给出了较全面的分析,并可为超深地下连续墙施工组织设计的编制提供可靠地依据,确保施工质量和安全。

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长江口海陆交互相沉积土成因及其空间特征

刘志彬,刘松玉,周伯明,经绯,姬付全

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 102-108.

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为阐明长江口北岸海陆交互相沉积软土土性复杂、非均质特点,对其成因进行了分析,并基于孔压静力触探测试成果对软土层空间变异性进行了定量评价。结果表明:长江口历史上多次规模不同的海进海退及北岸砂坝并陆事件,长江口岸线往复移动,形成了长江口北岸全新世沉积物黏性土或薄层黏土与粉、细砂互层、多韵律沉积特征;细观上海陆交互相沉积土层黏土与粉砂相互夹杂,极不均质;与冲湖相、海相和泻湖相沉积土层剖面对比显示,海陆交互相沉积软土在宏观上沿深度方向存在典型的不连续性;软土层竖向相关距离由高到低依次为海相、泻湖相、冲湖相和海陆交互相沉积软土,证明海陆交互相沉积软土层的竖向相关距离最小、空间变异性最大。

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灰色模型与曲线拟合沉降预测及相关性分析

李篷,段淑清,王堃,王列平

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 109-115.

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为了研究地表沉降预测的规律,分析常用的变形监测数据处理方法。文中结合某煤矿工业广场主井井架基础沉降监测数据,将灰色GM(1,1)模型与曲线拟合理论应用于井架基础沉降变形的数据分析,进行地表沉降预测结果的分析和检验,取得了较好的预测效果,并运用F检验法,对两种预测结果进行相关性分析,得出了合理选择预测模型的基本结论。同时文中也引用了已公开发表的沉降实测数据进行计算分析,印证了所用方法的正确性和科学性。

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地层加固区盾构刀盘转动受阻处理措施

卢礼顺

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 116-121.

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从刀盘扭矩的组成分析了盾构机刀盘被加固土体困住的原因。从处理过程的工况变化中,判断刀盘困住是由于经过刀盘磨削而成细粒粉状的水泥二次水化紧密充填刀盘侧面的建筑空隙,长时间停机固结后对刀盘侧面产生较大抗剪扭矩所致。基于抗剪扭矩采取解除刀盘侧面正上方加固土体约束、置换刀盘正前方加固土体和盾构边推出加固区边转刀盘等措施成功解决了刀盘被加固土困住的难题。所取得的工程经验与教训可为今后处理类似刀盘被困问题提供了工程参考意义。

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倾斜荷载下条形锚板破裂面与极限抗拔承载力

张晓曦,苏谦

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 122-127.

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应用水平条分法与极限平衡原理研究了条形锚板的极限抗拔承载力、破裂面、土体性质和荷载方向的关系。将破裂面看成是由若干段组合而成的复合破裂面,并沿各段将锚板周围土体水平条分为多块体,在假设岩土体服从摩尔库伦屈服准则条件下,根据极限平衡原理,建立条形锚板极限抗拔承载力的多元函数,利用数学优化方法给出其最优解,从而可以给出条形锚板周围土体的破裂面及其对应的极限抗拔力。计算结果表明:(1)抗拔系数随着内摩擦角、粘聚力和上拔荷载方向角的增大而增大;(2)破裂面随着内摩擦角和粘聚力的增大而向锚板外侧方向移动。

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流变地层地铁换乘站复合盖挖法施工力学分析

孔超,陈书勇,张俊儒,黄黆

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 128-135.

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地铁车站多位于繁华闹市区,具有交通流量大、人口居住密集、周围建筑物、市政管线密集、工期短等特点,在沿海地区修建地铁车站时还会遇到具有流变特性的软土地层,地层的流变特性会严重影响车站结构受力和施工安全。以上海市轨道交通御桥路地下三层换乘车站为工程依托,提出了复合盖挖新型施工方法,应用FLAC^3D差分软件并结合现场监测数据对复合盖挖法施工力学行为进行了详细分析,得出利用复合盖挖法连续墙的最大水平位移为15.6 mm,相对位移仅为0.6‰H;基坑上部土体开挖为复合盖挖法施工关键工序,在上部开挖时,有效控制基坑变形并进行相应加固、及时设置支撑等对减小基坑的整体变形有着重要意义;复合盖挖法的施工对施工安全和周边环境控制是有利的。

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大断面浅埋暗挖海底隧道CRD法施工模拟分析

戚玉亮,唐孟雄,曹洪

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 136-143.

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基于大型有限元软件ABAQUS,采用有限元无限元组合方法对大断面浅埋暗挖海底隧道CRD法施工进行了模拟分析,研究包括:初始地应力场分析,围岩注浆预加固,服务隧道的开挖及其影响,主隧道CRD法不同施工工序对隧道围岩、支护结构以及地表沉降的影响等。研究认为:新提出的初始地应力场定义方法较之前方法为佳;服务隧道开挖时,地表沉降成V形分布,主隧道开挖时,地表沉降变成W形分布;CRDⅠ部开挖和CRDⅡ、Ⅲ、Ⅳ部开挖引起的隧道围岩最大沉降位置不同;CRDⅡ部初期支护对围岩的变形有一定的控制作用;主隧道Ⅲ部拱顶的围岩沉降量较大;主隧道底拱角部存在应力集中和较大的塑性变形。研究结果对于类似工程的设计与施工具有一定的参考价值。

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隧道施工对上覆建筑物基础变形的影响

董燕,王安立,张刚,朱玲,靳晓光

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 144-149.

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正在建设中的重庆市同茂大道之同茂隧道开挖跨度大、埋深浅、上覆建筑物多,给隧道设计和施工带来很大的难度。结合同茂隧道工程实践,基于建筑物不同基础类型和建筑物至隧道中心不同偏移距两个因素,研究岩质隧道开挖对上覆建筑物基础变形的影响。采用有限元法分别对筏板基础、独立基础、独立桩基础不同偏移距的6种工况进行建模计算,分析不同基础类型和不同偏移距下建筑物基础位移和沉降差,总结其变化规律,分析其原因。研究结论可为浅埋岩质隧道施工和建筑物的安全保护提供指导。

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聚丙烯纤维混凝土喷层支护技术研究与应用

徐磊,庞建勇,张金松,陈小芳

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 150-155.

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针对当前锚喷支护中混凝土易开裂、抗拉强度差,围岩变形大的现状,研制出了一种新型高分子材料聚丙烯纤维,它能够与混凝土均匀混合并在混凝土喷层中形成均匀的三维网状乱向支撑体系,产生一种二级加强效果,有效的阻止了混凝土收缩离析,沉降的形成和发展,极大地改善了围岩的结构和物理力学性能,提高了围岩的承载能力,增强了围岩抗变形能力。通过与普通混凝土衬砌数值模拟对比分析和工程应用监测发现,该聚丙烯纤维混凝土喷层能够很好的抵抗围岩的变形,保证了围岩的稳定性,提高了经济安全性。具有比普通混凝土喷层更有实际应用价值的优势,有着广泛的应用前景。

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带阳角深基坑变形及其影响因素分析

王洪德,姜天宇,张立漫

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 156-162.

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深基坑工程大型化、不规则趋势导致其变形影响因素更加复杂。为进一步提高不规则深基坑开挖过程的安全可靠性,借助有限元分析技术,对带阳角土岩组合深基坑变形影响因素进行分析。首先,构建带阳角深基坑有限元分析模型,其中,土体结构采用Mohr-Coulomb模型,岩体结构采用节理材料模型,锚杆、土钉与混凝土结构采用线弹性模型;然后,结合工程实际,通过阳角尺寸、覆土层厚度、锚杆布设等因素的影响分析,对带阳角土岩组合深基坑工程的变形特性进行研究,绘制了土岩组合深基坑变形与覆层土厚度关系曲线,以及不同阳角尺寸和不同覆土层厚度引起的深基坑水平位移变化规律曲线。研究表明,该深基坑阳角与阴角效应显著,阳角最大水平位移随覆土层厚度增加而增大,随护坡结构层厚度增加而减小,随锚杆直径增加而减小。研究可为同类工程的施工安全提供保障,使不规则深基坑工程施工更加科学、合理、经济、可靠。

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矿用U型棚支护结构设计与优化

陆丹峰,赵玉成,甄亚彬

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 163-169.

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随着煤矿开采深度的增加,矿山压力逐渐增强,软岩巷道比例迅速增加,类似U型棚等可缩性支架被广泛的应用在该类巷道支护当中而成为主要的支护形式。基于ANSYS软件对不同结构的矿用U型棚进行分析,研究不同拱角和加底梁对U型棚位移、应力和应变的影响规律,从而得到了支护最优的U型棚设计方案。根据模拟优化结果,非封闭U型棚采用拱角30°的设计具有较好的强度和支护效果,封闭U型棚采用拱角15°的设计更有利于支护,这可为深部或软岩巷道U型棚支护提供一定的理论指导。

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渔子溪流域泥石流沟谷演变的分形特征

刘海,沈军辉

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 170-176.

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泥石流作为渔子溪流域的一种重要地貌地质演变过程,研究该流域内泥石流沟谷地貌及演变过程对渔子溪流域的S303线灾后恢复重建工作提供科学的依据。通过对流域内的29条沟谷型泥石流各自的地貌形态特征统计分析,渔子溪流域内泥石流的发育分布在空间上呈明显的分形特征,泥石流沟发育数量与流域面积、主沟长度、主沟纵比降、流域相对高差以及流域形态系数存在明显的分形现象,分维值分别为0.577、0.92、1.192、1.412、0.978,具有较多的自相似性。研究结果表明:区域内泥石流沟谷形态演变的非线性特征主要为对区域内强烈地质构造活动响应的直接结果,主要体现为构造活动下地壳的迅速抬升沟谷的强烈下切。其研究成果可为该流域泥石流发生机理、防灾减灾工作提供理论依据。

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预制沉管隧道早期裂缝控制因素敏感性分析

陆仁超,柳献,袁勇,王胜年

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 177-183.

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沉管隧道预制过程中的早期裂缝控制一直是工程关注重点之一。基于工厂化预制施工流程,模拟分析了沉管节段早龄期性能的发展过程;进而引入开裂风险系数,运用敏感性分析方法分析了沉管隧道预制过程中带模养护、室内养护和室外养护三个不同阶段中入模温度、模板形式、室内室外养护温度等因素对沉管节段早期裂缝控制的影响。分析结果表明,入模温度、室内养护温度、材料配比对开裂风险系数的影响最为显著,模板形式次之,拆模时间在一定范围内对开裂风险系数有影响,室外养护条件则影响较小。在工厂化预制过程中应在材料制备阶段对材料配比,带模养护阶段对入模温度和室内养护温度进行科学控制。

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瓦斯隧道施工通风流场及瓦斯迁移研究

张磊,李永福,孙杰,展宏跃

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 184-190.

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根据瓦斯逸出量和风流场特点,对采用竖井辅助通风下瓦斯隧道施工通风建立流体力学分析模型,研究了隧道内流场分布规律和瓦斯迁移扩散规律。应用RNG k-ε双方程湍流模型对不同风速下施工通风效果进行了仿真模拟,研究表明:根据气流特点可在隧道纵向不同区段划分不同分区;当断面风速大于0.5m/s可保证隧道气流达到完全紊流状态;控制隧道断面风速对消除隧道拱顶瓦斯分层积聚现象具有明显的效果;瓦斯隧道施工通风必须同时满足稀释瓦斯浓度和断面风速的要求。

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盾构施工引起地面沉降的双子神经网络预测

李宗梁,银鸽

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 191-200.

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通过对杭州市庆春路钱塘江隧道的地面沉降值的监测数据进行分析,提出了采用双子网络来进行盾构法隧道地面沉降预测的可行性。采用杭州市庆春路钱塘江隧道的地面沉降值的监测数据来分别训练具有双子网络和无子网络的人工神经网络,并利用杭州市庆春路钱塘江隧道的地面沉降值的监测数据本身以及杭州市沿江大道运河隧道的地面沉降监测数据作为检测数据,进行了四组实验。实验表明,采用了双子网络的人工神经网络相比于无子网络的人工神经网络有着更佳的拟合、预测精度以及更小规模的数据输入量。

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双圆盾构盾尾注浆对地层沉降的影响分析

盛佳韧,叶冠林,桥本正,刘朝明

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 201-205.

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双圆盾构(DOT)具有地下空间占用少、施工效率高、经济效益好等优点,在国内已有成功应用实例,但如何控制施工过程中产生的地层沉降一直是个技术难题。本论文针对某双圆盾构隧道施工过程中引起地表沉降过大问题,通过多个断面地表沉降测量和分层沉降监测,结合双圆盾构实际施工参数和现场调研结果对双圆盾构沉降机理开展研究。文章揭示了在软土地层中,盾尾注浆是控制双圆盾构施工引起的地层沉降的关键,并提出了注浆设备改造及工艺改造要求。

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新建暗挖通道邻近既有区间安全性影响分析

王伟锋,毕俊丽

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 206-212.

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基于某地铁暗挖站的临时横通道的开挖施工对其邻近的既有地铁隧道结构可能带来的结构安全影响,从数值结构分析的角度,建立地层力学模型,考虑了初始平衡状态、施工开挖过程导致沉降变形又再次引起新的平衡状态等,给出了关键截面处的实际内力在几个不同过程中的变化数值,并与结构的极限承载力进行比较,以此判断结构的安全性。同时,分析各阶段引起的既有区间结构变形缝位置的水平及竖向差异变形,判定是否满足行车运营的安全。这些成果对于进一步合理设计与施工及进行既有结构的安全观测具有重要的参考意义。

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杭州某地铁深基坑减压降水措施研究

李培妍,宫全美,元翔,宋福贵

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 213-219.

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以杭州某地铁深基坑为背景,根据现场抽水试验数据,通过参数反演建立起场区的三维渗流模型。利用该三维渗流模型,对不同的减压降水措施相关参数,包括滤管放置位置、滤管长度、地下连续墙插入深度及帷幕灌浆与地下连续墙竖向搭接位置等参数进行了模拟分析,揭示了相关参数对减压降水效果的影响,指导了减压降水方案的制定。现场降水效果与数值模拟一致表明采用帷幕灌浆的竖向搭接措施使基坑内涌水量减小约40%,保证了工程的顺利施工,保护了周边环境。

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基于模糊综合评判的地铁基坑施工风险评估

李朝阳,叶聪,沈圆顺

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 220-226.

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地铁车站基坑施工的影响因素,可根据基坑工程所处地质及周边环境情况及所采用的施工方案采用WBS法对其进行识别,然后利用层次分析法建立三级风险评价指标体系,通过构造判断矩阵对各级指标得出权重,利用模糊集法确定隶属函数,得到评价指标体系中各因素风险评估值并划分风险等级。以宁波某地铁车站基坑为例,应用三级模糊综合评判计算模型对该工程基坑施工风险进行分析,得出该车站各指标的风险估值并划分风险等级,计算结果表明该方法是合理实用的,可供同类工程借鉴。

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广珠城际珠海站基坑降水及周边环境保护

殷立锋,罗建军,瞿成松,蒋显德,陈明,王磊

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 227-231.

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广珠城际珠海站降水项目采用三维有限元渗流计算,建立三维空间上的非均质各向异性水文地质概念模型来预测基坑开挖过程中的地下水位等值线和周边地面沉降,并采取合理的降水手段,科学设计、精心施工和严格管理,对坑内承压水进行“按需减压”降水,根据减压井抽水量及减压观测井的承压水位,确定开启的减压井数量,合理控制承压水水位。对坑外采取人工回灌措施,最大限度的抬升坑外水位,使整个基坑坑外的水位下降值处于完全可控状态,在一定程度上控制了地面沉降,将减压降水对环境的影响控制到最低程度,确保了深大基坑安全开挖和大底板正常施工,同时保证了周边环境的安全和稳定,回灌也取得预期效果。

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屈服接近度在边坡失稳概率等级评价中的应用

刘德军,黄宏伟,杨文东

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 232-238.

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首先介绍了边坡失稳概率等级判定准则,总结并分析了概率等级的常用判定方法以及它们的优缺点。其次,结合具体分析实例,针对目前常用的概率等级判定方法所存在的不足,将屈服接近度应用到边坡失稳概率等级评价中,并将分析结果与安全系数法和蒙特卡洛法所得结果进行了对比分析。结果表明:与安全系数法相比,基于屈服接近度的概率等级判定法能为概率等级的判定提供更为准确的依据,同时也可以为制定具体的边坡失稳控制措施提供依据,而与蒙特卡洛分析法相比,它具有耗时短、效率高的特点。本文研究为类似工程的分析提供了新的角度,具有一定的参考价值。

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柘溪水电站进水口边坡稳定性分析及数值模拟

胡浩,刘正才,曹盛阳

地下空间与工程学报. 2014, 10(1): 239-246.

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为了评价柘溪水电站进水口边坡的稳定性,首先根据现场实际监测数据进行评价,然后采用有限差分法对边坡典型剖面开挖时的两种不同工况进行数值模拟分析,对比边坡加固和不加固时位移、塑性区及剪应变增量的差别。监测数据显示,多点位移计数值和锚杆应力也随之台阶的开挖逐渐增大,开挖完成后数值稳定。数值模拟结果表明边坡在开挖后在坡脚处的位移和应力值都较大,施工中应及时的对坡脚进行加固。通过监测数据和数值模拟结果进行比较,说明模拟是可靠的。研究表明边坡处于稳定状态,能为以后类似的工程提供借鉴和指导作用。

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