地下空间与工程学报

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赵旭东,张平,陈志龙

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 739-744.

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地下空间开发对于城市历史文化街区保护与发展有着特殊的优势,对其进行资源质量评估是利用地下空间开发保护历史文化街区的重要条件之一。文章通过对历史街区地下空间资源质量影响因素的分析,建立历史街区地下空间资源质量评估指标体系。针对定性指标和定量指标各自不同的特征,利用隶属度表和隶属函数法,确定单项指标的隶属度,采用多层次、加权平均型模糊数学综合评价方法,构建了历史文化街区地下空间资源质量评估模型,并以扬州老城区东关历史街区为实例进行了应用示范。

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地铁换乘车站零换乘布置优化分析

汤永净,徐天龙,吴晓峰

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 745-749.

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本文主要研究两站交汇地铁车站的空间优化问题。归纳了地铁车站基于线路排布的换乘模式及每种模式的特点和适用范围;探讨了如何在受不同客流分布因素的影响以及有限空间的约束的情况下,权衡换乘空间的分布、进出站乘客流量、人员安全等因素,筛选出相对应的最佳“零换乘”模式,使得乘客换乘更加合理,地下空间得到充分利用,乘客里舒适度得到明显改善。通过对数据的计算统计和比较分析,本文主要凭借已有案例中预测客流的数据来得出转移的人流总数和换乘客流的比例。对得出的结果进行分析比较,我们选出换乘效率最高,人员转移量最少的换乘模式。

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地下配送中心功能区布局方法研究

马成林,杨学春,马超,安立华,董景峰

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 750-755.

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地下配送中心功能区布局是城市地下配送中心规划的一个重要组成部分,直接关系到地下配送中心的建设与发展,对城市地下物流系统的运营也有重大影响。为了避免由于地下配送中心功能区布局不合理而引起的地下物流服务失效,本文提出了基于AutoMod仿真平台的地下配送中心功能区系统布局规划方法。本文首先分析了地下配送中心相关物流运作特性,以功能区间的相关性和搬运成本两个指标建立了功能区布局的多目标0-1整数混合规划数学模型,对指标进行了量化,利用LINGO软件对数学模型进行求解,进而对求解布局方案进行Automod仿真检验和优化,得到最终布局方案。最后,给出了算例说明本方法的可行性。该方法可以有效地分析地下配送中心功能区布局效果,对于建设地下配送中心的决策是十分重要的。

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深圳市轨道交通沿线用地综合开发实践探索

易文媛,孙蕾

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 756-762.

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以深圳市轨道交通沿线用地的综合开发为研究对象,借鉴深圳市轨道交通一期、二期工程在沿线物业的规划、建设和运营等多方面的特色和经验,对已建成的典型实例进行剖析研究,归纳总结轨道沿线用地的综合开发在开发强度、功能配比的一般规律;以正在进行专项研究的深圳市轨道三期工程多处沿线物业开发项目为案例,归纳总结三期工程沿线物业开发在投融资体制、土地政策和规划手段方面的创新,为轨道交通规划与城市土地利用的协调规划以及轨道交通沿线物业用地综合开发提供思路借鉴。

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温州滨江商务区地下车行通道交通组织模式研究

郑建军

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 763-769.

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在城市高密度开发区域,作为市政基础设施的一个重要组成部分,地下车行通道在联系并整合区域地下停车资源、缓解地面交通压力和提升区域交通环境品质等方面发挥了重要作用。本文围绕温州滨江商务区地下车行通道总体规划,结合国内外相关工程案例,对地下车行通道的技术标准、交通组织方式、出入口布置方案和重要节点等方面进行分析研究,并通过相关的交通分析软件进行分析评价,为优化地下车行通道交通组织模式提供参考方案。

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灰质泥岩蠕变特性试验研究

王军保,刘新荣,王铁行

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 770-775.

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为了研究灰质泥岩的蠕变特性,利用RLW-2000岩石流变试验机对灰质泥岩进行了分级加载三轴压缩蠕变试验。试验结果显示,随偏应力增大,灰质泥岩瞬时应变、蠕变应变及稳态蠕变率等均随之增大,且稳态蠕变率和偏应力的关系可用幂函数描述,但蠕变应变占总应变的比重增幅却非常缓慢;灰质泥岩蠕变过程具有非线性特征,其弹性模量随蠕变时间增加而逐渐减小,该变化过程可用Logistic函数反映。利用6元件扩展Burgers模型对试验结果进行了拟合,结果表明:拟合曲线和试验结果吻合良好,误差较小,说明该模型能够准确反映灰质泥岩的蠕变特性。

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不同岩石声发射时频特性实验研究

刘祥鑫,张艳博,孙光华,梁正召

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 776-782.

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通过对变粒岩、花岗岩、石灰岩、粉砂岩等四种岩石进行室内单轴加载声发射试验,获取岩石破裂全过程的应力-应变曲线、声发射参数及声发射信号。根据岩石破裂过程,从时、频域对声发射信号进行分析,着重对比了不同岩石的力学性质、声发射信号频域特征。研究结果表明:采用声发射率、能率可以很好地描述岩石破裂损伤的整个阶段;随着加载的进行,根据岩体变形及破裂程度的不同,不同岩石破裂阶段的声发射信号的频带范围也在不断发生变化。结合声发射时间序列参数特征和频谱特性,可得出岩石破裂时的损伤特性,为现场岩体的稳定性监测提供技术支持。

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土体结构性损伤模型研究

吴和盛,王威龙,周家伍

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 783-788.

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结构性土体具有明显的损伤破损效应,结构性土体可看作是重塑土附含有一定的结构性。在荷载作用下,结构性土体的结构性逐渐消失,即土体的结构性发生损伤,直至结构性土体转化为重塑土。基于此认识,可将结构性土体的损伤变量与经典连续介质损伤力学中关于损伤变量的定义一致,同时也是经典损伤力学的扩展。将损伤而耗散的能量定义为损伤耗散能,并引入到土体的能量平衡方程中。通过对结构体元的能量分析,推导了相应的损伤演化方程,并给出了模型参数的确定方法。最后将试验结果和本文方法的结果进行对比,结果表明本文方法能较好反映土体损伤演化规律。

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不同支护应力下土质隧道压力拱分布规律试验研究

邢心魁,张家文,滕德涛,刘晶,孙冠晓

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 789-793.

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隧道开挖使得围岩应力重分布而产生拱效应,拱效应的作用范围与隧道支护结构设计的安全储备以及经济性密切相关,并且一直都是岩土工程界的一个重要研究课题。作者根据相似原理,选用中砂为实验材料,采用卸载支护压力模拟隧道开挖。通过实测不同支护力条件下洞周土体径向和环向的土压力数据,分析了土拱拱体在不同支护作用下的发展变化规律,结果表明:压力拱拱体内外边界随着支护压力的减小而不断扩大,最终达到厚度为1.3倍洞径左右的稳定压力拱拱体。研究结果对地下“洞”室的开挖以及衬砌设计具有参考意义。

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图珲公路高填方涵洞竖向荷载分布试验研究

王雯璐,赵江鹏,赵大军,王磊

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 794-798.

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为了研究高填方涵洞顶部土压力随填土高度变化的规律以及拱效应,依据相似原理设计了宽坦沟谷沟心设涵边界条件的涵洞室内模型试验,测得不同填土高的涵洞顶部土压力和涵台外侧土压力;选取图们—珲春高速公路桩号为RK392+640处高填方涵洞作为试验涵洞,在涵顶埋设土压力盒测量不同填土高度的涵顶竖向土压力;按照《公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)》计算土压力,比较并分析计算值与实测值的误差。结果表明,涵顶土压力随着填土的增加而增加,当填土达到一定高度后,高填方涵洞上方将产生拱效应,由于涵顶路基填料的特点,拱效应具有不稳定性,从而使土压力的增加幅度变小,涵顶土压力也随填土高度呈现非线性规律变化。

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西宁火车站地下空间抗浮桩抗拔承载力试验研究

牛亚强,王旭,蒋代军,张延杰

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 799-803.

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抗拔桩的应用愈来愈广泛。在进行抗拔桩设计时,通常是以桩的抗压侧摩阻力乘以折减系数λ_i(抗拔系数)作为抗拔侧摩阻力去计算桩的抗拔承载力。但由于抗拔系数λ_i的影响因素较多,取值区间较大,可能造成抗拔侧摩阻力的不准确性。利用原型试验测试抗拔桩的极限承载力是最直观、最准确方法。本文选择三根试桩进行破坏性静载试验,最大加载量为8 000 kN,得到抗拔桩的极限承载力,为设计提供客观参考。根据静载试验得到的Q-S曲线,运用MATLAB软件采用最小二乘法分别拟合出三种抗拔极限承载力预测函数模型的曲线,提出了适合该地区的抗拔桩极限承载力预测模型。

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筋土界面变形破坏模式细观试验研究

王孝存,孔祥利,周健

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 804-809.

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利用自制的模型试验设备,在平潭标准砂中对玻纤网布和土工格栅进行了一系列拉拔试验,应用数字照相变形量测技术,从细观角度研究土工合成材料(片状的和格栅状的)接触界面的变形模式,得出接触面的形式和厚度,还研究了土工格栅横肋作用下土体的破坏模式。接触界面区域在传统意义上并不被认为是剪切带,本文模型试验的结果表明二者在本质上是一致的。在土工格栅拉拔试验中,土工格栅的位移逐步从前部向后部发挥,出现上下两条接触面区域,其厚度在密砂和松砂拉拔试验中相当于5倍和7.5倍平均颗粒直径;在玻纤网布拉拔试验中,只出现一条接触面,其厚度为7.5倍平均颗粒直径;随着位移的增加,格栅横肋在土中的最大剪应变集中区域呈“x”形,但并不对称。本文揭示了加筋土的宏细观力学机理,研究内容、方法和主要结论可为类似的研究提供参考,并从细观机理上为接触界面的研究提供新的认识和理解。

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上海某枢纽基坑工程浅层承压水回灌试验分析

陆建生,潘伟强

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 810-817.

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随着上海城市建设进程的不断推进,深大基坑大量涌现,同时因城市立体空间设施的密集化,使得基坑周边环境趋于复杂,在此背景下因浅层承压水降水而引起的工程性地面沉降事故不断发生,给社会带来了巨大的经济损失。地下水人工回灌是控制因降水引起的工程性地面沉降的方法之一,目前地下水人工回灌系统主要应用于深层承压水的回灌。本文通过上海某地第一承压含水层的回灌试验,研究分析了浅层承压含水层回灌井的结构、回灌过程中地下水的流态变化规律、水土应力变化及对控制地面沉降作用的效率,证明了浅层承压水回灌在基坑环境保护中的可行性。试验研究对基坑建设中的地下水浅层承压水回灌系统的设计和施工有重要的指导意义。

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山岭隧道洞口段围岩变形特征分析

侯俊敏,董辉

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 818-822.

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为了研究山岭隧道洞口段围岩变形特征,以贵州省晴隆-兴义高速公路登攀隧道为工程依托,对洞口段围岩变形展开研究,通过对现场围岩变形进行监测和数据处理,分析了山岭隧道洞口段围岩变形的时间与空间效应,进而对山岭隧道洞口段围岩变形时间特征和空间特征展开研究。研究结果表明:隧道开挖引起围岩变形具有明显的时间效应和空间效应,监测断面围岩变形在开挖后历经8 d和27 m～30 m后稳定;山岭隧道洞口段围岩变形具有明显的空间特征,周边收敛值在时间轴上规律性较差,但累计变形量较小,对隧道围岩稳定性影响有限;洞口段拱顶沉降与地表沉降时间历程曲线有明显的规律,但累计变形量、分布特征与围岩本身属性紧密相关,地域差异性较大。

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陡倾岩层隧道开挖力学特性研究

吴梦军,曹兴松,方林

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 823-828.

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陡倾岩层隧道由于层状结构的存在,在开挖过程中,围岩的破坏机理与方式、围岩与结构的变形、受力等特征明显不同于其它岩体隧道。本文在陡倾岩层隧道开挖破坏机理探讨的基础上,通过三维数值模拟,对不同陡倾角条件下围岩与结构的变形、受力特征进行了计算,分析了隧道开挖力学特性与倾角的关系,提出了陡倾岩层隧道设计施工建议。计算结果表明:倾角越大,隧道发生顺层滑移破坏的概率越大,地表沉降、拱顶位移、围岩主应力随倾角的增大而增大,但拱脚位移、围岩剪应力、喷射混凝土内力与倾角并非一致性关系。

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膨胀岩土地层环状膨胀对盾构隧道衬砌荷载的影响

方勇,符亚鹏,崔戈,杨斌

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 829-833.

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为了获得膨胀岩土地层环状膨胀产生的膨胀荷载对于盾构隧道衬砌结构内力的影响规律,从理论上推导了岩土环状膨胀引起的附加荷载计算公式, 并利用有限元分析软件ANSYS,建立了膨胀地层隧道模型并进行数值模拟。结合数值分析方法,研究了不同膨胀圈厚度情况下,地层环状膨胀对衬砌结构接触压力增量的影响。研究结果表明,膨胀荷载与岩土膨胀力大小、应力水平、地层抗力、膨胀后岩土的物性参数等因素有关,因环状岩土膨胀引起的衬砌压力增加值小于室内测得的岩土膨胀力;衬砌径向压力增加值与衬砌和深部围岩刚度、膨胀圈厚度成正相关关系;衬砌压力的增加值主要体现在结构轴力上,这对结构受力是有利的,从而轴力成了该结构设计的控制因素。研究成果为盾构隧道结构设计膨胀荷载的取值提供了依据。

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SH波斜入射盆地地表的时域非线性地震反应分析

朱传彬,张建经

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 834-841.

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本文利用二维时域非线性场地地震反应分析程序,针对3个不同的盆地,利用具有不同峰值、不同频谱特性的实际地震记录以不同角度入射作为输入基岩的SH波,共组成513个工况,研究了盆地地表加速度峰值和反应谱随地震波入射角变化的特征和规律,发现地震波入射角对二者均有重要影响。地表加速度峰值放大系数的最大值并非出现在地震波垂直入射(0°)时,而是大致在15°~35°之间,按垂直入射得出的计算结果在某些部位可能偏于不安全;入射角对加速度反应谱的短周期分量(<1s)影响较大,而对其中的长周期分量(>1s)影响较小;在强震作用下盆地土体将发生较强的非线性响应,导致地表加速度放大系数减小;随着梯形盆地坡角的增大,最不利位置有从盆地边缘向盆地中部转移的趋势,同时本文给出了盆地的最不利位置,对工程实践具有一定的参考价值。

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轴向压力下侧向弹性约束压杆的稳定分析

赵元一,裴捷,虞伯先,李建清

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 842-847.

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以弹性力学最小势能原理为基础,采用级数形式的压杆挠度曲线,利用迈克劳林级数简化分析了最小势能方程中的第一类曲线积分,并推导出了具有一定精度的压杆临界压力和侧向约束刚度的平衡方程。通过对比三角级数和多项式级数的压杆挠度曲线方程可知,前者在取多项级数时计算量较小且各项正交,后者取高阶形式时各项非正交其求解矩阵较为复杂。通过对实际算例的对比分析可知,不同级数的挠度型函数,即使只取首项,对于给定压杆临界荷载的情况下,其侧向约束刚度的计算结果同样是较为精确且结果相近的。

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深基坑桩锚支护体系位移数值分析

夏晋华,岳鹏威

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 848-853.

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利用大型有限元分析软件ADINA,考虑土的非线性和基坑分步开挖原则,以郑州楷林大厦深基坑为例,按照实际基坑开挖与支护的施工步骤,建立三维有限元模型进行数值分析,得到支护结构与土体随基坑开挖过程的变形规律及影响因素:支护桩水平位移最大点在基坑中上部,预应力锚杆对限制基坑壁的侧移起着至关重要的作用;基坑支护桩后主动区域受扰动最大的土层在桩体深度以下,支护结构入土深度加大,可有效控制土体向坑内流动;基坑外侧地表沉降呈现抛物线形状,在距离支护结构约1.5倍开挖深度处出现沉降最大值。

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新建抛石海堤对海底光缆影响研究

左殿军,张宇亭,齐昌广

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 854-861.

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根据某新建海堤跨越海堤光缆的施工工况,基于ANSYS有限元软件计算分析了抛石海堤施工对光缆力学特性的影响。计算结果表明:在合理安排施工工序的条件下,海堤施工对光缆的影响较小;在极端不利组合条件下,海堤竣工时光缆所受的最大轴力为5.9 t,最大拉伸应变0.44%,均在光缆正常工作范围内;考虑地基土层参数的敏感性,将地基土层的弹性模量降低10%进行计算,结果显示,海堤竣工时光缆所受的最大轴力为6.86t,最大拉伸应变0.51%,仍小于光缆正常工作的允许值。计算分析结果对沿海海堤跨越海底光缆及管道保护设计具有一定参考意义。

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膨胀岩公路隧道结构设计与施工稳定性分析

周勇狄,贾艳领,赵峰

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 862-867.

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膨胀岩是遇水发生物理及化学反应,引起岩石含水量及岩性发生变化,且体积发生膨胀的一类岩石。为研究公路隧道在膨胀性围岩段的结构稳定性,依托大华岭特长公路隧道,对膨胀岩隧道的膨胀岩等级判别、结构设计和施工稳定性等方面进行了综合分析。通过对隧道施工过程的数值模拟分析,结果表明,结构的薄弱部位为分步开挖的交接处,尽管应力集中现象及围岩塑性区没有影响结构的安全性能,但在结构设计和施工中仍然要注意设置锁脚锚杆,并严格控制钢架接头的质量及喷射混凝土的厚度。如今该隧道已成功运营,进一步说明文中论述的结构设计参数及施工方案是合理的。

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不同建筑物对地铁基坑相互效应影响分析

谭维佳,王新刚,胡斌,刘飞,刘强

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 868-872.

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以武汉地铁名都站深基坑工程为研究对象,利用三维有限差分软件FLAC3D建立开挖模型,对比现场监测数据。结果表明:同一地铁开挖基坑,开挖过程中不同建筑物对基坑侧壁位移影响不同,同一地铁开挖基坑对两侧的建筑物沉降位移影响有很大差异,这与建筑物距离基坑距离与角度、建筑物基础方式、建筑物总重量等有关。从现场监测成果与模拟结果的对比分析中可知,利用数值仿真模拟可以实现对基坑开挖、支护过程中的各个施工工序,以及基坑支护过程中重点部位的超前时空预测,超前了解地铁开挖基坑对其周围建筑物的相互影响,从而可以动态指导基坑支护方案的修正,并为不同建筑物对地铁基坑相互效应影响分析提供一种有效研究方法。

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双排桩桩背土性质对桩设计参数选取影响分析

连长江,艾万民

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 873-877.

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随着城市建设的快速发展,城市地下空间需求也越来越大,导致建筑基坑工程朝着更深,更大的方向发展。由于双排桩自身具有侧向刚度大、悬臂能力强等优点,使得双排桩支护结构在处理基坑工程中得到了广泛的应用。本文主要针对不同双排桩桩背土体等效内摩擦角、基坑开挖深度,提出了确定双排桩设计参数中排距和桩间距取值的简化公式;同时,通过理正深基坑7.0版与Midas/GTS有限元分析两种方式验证此双排桩支护设计取值方法的合理性与可行性,为类似的双排桩支护结构设计提供了一定的借鉴与参考。

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泥岩地区沉井施工对土体及高铁桥基影响研究

岳齐贤,赵建立,沈水龙

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 878-883.

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结合南京南站电缆隧道工程沉井施工过程中遇到的难点,首先介绍了采取的施工方案,然后利用有限元方法分析了沉井施工对邻近高铁桥基的影响,为安全施工提供理论依据。在此基础上,进一步分析了沉井的长宽比、面积比及下沉深度对周边土体和邻近高铁桥基的影响规律。桥基的监测数据表明,沉井施工未对桥基造成影响,同时也证明了有限元分析结果的正确性。根据有限元分析结果和现场监测数据,泥质砂岩地质条件下,沉井下沉对周边土体竖向位移的影响范围为1倍下沉深度。另外,若沉井底标高低于高铁桥基桩底标高,沉井下沉势必影响桥基稳定,必须采取相应加固措施确保桥基的安全。

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动态荷载不同幅值作用下软土流变特性测试分析

胡华,蔡亮,郑晓栩

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 884-888.

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理论分析和实际研究表明,动态荷载作用会加速软弱岩土的流变,导致更多的岩土工程事故和地质灾害。采集厦门海相沉积软土,采用人工制样方法,在动态三轴仪上测试了正弦荷载不同幅值作用下试样的动应力—应变、流变应变—时间关系等流变特性曲线,分析了不同动载幅值条件下试样各个加载阶段动态流变特性、流变速率与流变加速度等变化过程。研究结果表明:试样在动态荷载不同幅值作用过程中都表现出从减速流变、相对稳定流变到加速流变等阶段。当动载作用幅值在10~20 kPa低应力范围内时,动应变增长缓慢,表现出相对稳定的流变过程,而动载作用幅值超过40 kPa时,动应变增长迅速,进入加速流变阶段,直到试样破坏。研究结果对揭示动载作用下软弱岩土动态流变力学特性,对探索软弱岩土加速流变规律、岩土流变失稳的动力学条件等具有一定的理论和现实意义。

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支护参数对大跨度双连拱隧道稳定性的影响分析

刘华荣,钟祖良

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 889-894.

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我国连拱隧道支护结构设计过程中,无现成的计算理论和相应的规范、规程,主要采用半经验半理论的方法进行荷载的计算和结构设计。本文以灯草塘大跨度双连拱隧道为依托,针对该类型隧道在不良地质情况下,是否采用锚杆支护分别进行了三维隧道数值模拟计算,研究了隧道在是否采用锚杆支护的情况下,其围岩位移、围岩应力、塑性区的分布和剪切应变率的区别,分析了大跨度双连拱隧道的中隔墙应力分布情况。结合工程实例,阐述了锚杆在大跨度双连拱隧道的稳定性中起到明显的作用,为类似工程的建设提供参考。

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基于三维激光扫描技术的病害隧道监测

尹恒,封全宏,廖紫骅,姜丽丽,蔡继鸣

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 895-901.

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现有病害隧道测量方法,存在费时、费力、精度低和连续性差等问题,利用三维激光扫描技术可有效解决这些弊端。于2009年和2010年利用三维激光扫描技术进行了2次现场扫描,通过点云数据预处理和拼接等步骤获得了华蓥山隧道的点云模型。随后利用点云模型,进行了路面破损测量和隧道变形监测。测量结果显示,2010年较2009年,路面裂缝地表最大宽度增大0.009 m,到达0.045 m,裂缝发育长度和密度有所降低;隧道净高增加0.030 9 m～0.322 7 m,平均为0.179 5 m,隧道净宽增加0.021 8 m～0.058 6 m,平均为0.039 5 m。

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基于FLAC2D数值方法的盾构隧道地层损失率研究

周健,陆丽君,贾敏才

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 902-907.

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盾构隧道施工中,提前预测隧道开挖引起的地层及邻近建筑变形对于减少施工对既有建筑的危害是必要的。本文从实用且快速评估的角度出发,提出基于FLAC2D数值方法的地层损失率研究,在模拟盾构隧道开挖过程中引入地层损失的概念,简化开挖步骤,充分考虑了隧道开挖引起的地层与邻近建筑的变形效应。经实例验证,该方法行之有效,且针对武汉某隧道下穿断面,提出地层损失率控制在2%以内,开挖顺序为C/B/A的最优施工方案。

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超大跨度地道与下穿地铁共建的围护设计研究

刘发前,肖元亭,康晓雯,张建安

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 908-912.

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近年来,随着基础建设的大发展,地下通道上下层交叉或共建的案例屡见不鲜。本文以南京市绕城公路地道与地铁三号线共建工程为背景,介绍了设计过程中所考虑的几个方案。该几个方案在确保工程安全的前提下,分别以地铁或地道的工期为主要考虑因素。文中结合施工步序,对各方案的安全性、经济性、可操作性等方面进行了详细分析。根据本工程的特点和功能要求,推荐采用分区分期结合“坑中坑”的围护方案,并给出围护结构计算的基本原则。最后提出了不规则的复杂共建工程设计和施工的基本指导思想,可为将来类似工程作参考。

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柴木铁路多年冻土路基工程措施效果对比研究

张波

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 913-919.

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为保护多年冻土区铁路路基稳定性,青藏铁路采用了诸如通风路基、块石路基、热棒等一系列主动保护措施,这些措施为保证青藏铁路路基稳定性起到了很好的效果。为研究这一系列主动保护措施在高温、高含冰量沼泽湿地多年冻土区的应用效果,本文选取年降水量较大、地温较高的柴达尔—木里铁路(柴木铁路)江仓段(DK92+000～DK99+500)作为观测场,该观测场主要采用了块石路基和热棒两种主动保护措施。通过分析块石路基、热棒路基及无措施路基试验断面2007年至2010年的测温结果,结果表明:在高温、高含冰量沼泽湿地多年冻土区,铁路路基采用块石路基、热棒措施对保护其下部多年冻土较无措施路基作用明显,块石路基和热棒路基试验断面下多年冻土上限抬升、地温降低,同时,对东南—西北向路基采用左侧两排、右侧一排热棒的不对称布设方式起到消除路基下部温度场不均匀性的作用。

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隧道施工扰动下管线变形三维预测方法及应用

向卫国,徐玉胜

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 920-925.

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本文研究隧道开挖对地下管线的影响,提出基于管线三维壳体仿真模拟的管线变形预测方法。考虑管线真实的薄壁结构,利用FLAC3D有限差分程序作三维壳体结构仿真模拟,把已知的土体变形以位移加载方式作用于管线,计算结果即为管线变形状态。通过该预测方法与梁结构弹性连续解法的对比计算,论述了壳体模拟用于低刚度管线的准确性,也验证了梁结构用于高刚度管线的可行性。实际工程中,按照实际管线的材质、几何尺寸和土体参数建模,把地表沉降实测数据作为已知量输入,即可预测管线受力变形情况。

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立柱隆起对深基坑钢支撑受力特性的影响分析

冯虎,高丹盈,徐春蕾

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 926-932.

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针对基坑支护设计和施工中立柱隆起问题考虑不合理、危害认识不足,通过分析立柱竖向位移下钢支撑受力特性的方法,研究立柱隆起对钢支撑承载力和拼接面受力特性的影响、初始安装偏心距对钢支撑承载力的影响。研究表明,钢支撑承载力随立柱竖向位移的增大而明显减小;设计轴力越大,允许的立柱竖向位移越小;拼接面位置宜偏离支撑中部,根据预估立柱竖向位移、选用的拼接面螺栓和设计轴力选定;支撑长度和螺栓选定后,存在一个特征值,立柱竖向位移小于特征值,拼接面可以随意布置;当钢支撑拼接受到制约时,拼接面位置的选择转换为螺栓的选用,即用更高强度的螺栓弥补已选定的不利拼接面位置。提出了考虑立柱竖向位移的钢支撑承载力计算方法,用于动态评判钢支撑施工过程中的安全状态和支护设计。

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关于人防工程隔震设计的探讨

徐汉中,尹放林,杨文,陈勇,郭峰

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 933-936.

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隔震设计是人防指挥所工程设计的重要内容之一,但目前在隔震设计实践中存在一些争议和误区。如人防隔震规范要求,三等以上人防指挥所工程应进行隔震。此处的“隔震”到底是指要进行隔震设计和计算,还是不需计算都应采取隔震措施？为解决人防工程隔震设计中遇到的实际问题,通过对人防工程隔震设计相关条文的分析,明确了隔震设计应遵循的基本原则;通过一个典型的工程算例,说明了隔震计算的必要性。文章对目前在人防工程隔震设计实践中存在的分歧和争议进行了厘清,对于人防工程的隔震设计具有指导意义。

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公路隧道火灾通风计算的改进

夏永旭,邓念兵,王永东

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 937-942.

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现有的公路隧道火灾通风计算方法,是按正常运营通风设计的风机配置,考虑火灾发生后一定数量风机的损坏,计算火灾情况下能够提供的隧道内风速,用该风速和阻止烟流逆流的临界风速比较来验算火灾时期通风的安全性。但在公路隧道的火灾过程中,火灾烟流阻力确实存在,且对隧道火灾时的烟气流动影响较大。本文将烟流阻力引进传统的公路隧道通风计算中,给出了公路隧道火灾通风时的改进计算公式。通过算例,证明了改进的计算方法更符合隧道火灾时实际概况,为隧道火灾时的通风控制提供了科学依据。

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地下空间开发地质环境危险性指数构建与探讨

任幼蓉,韩文权

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 943-950.

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为适应城市现代化和城市可持续发展建设的需要,在已开展的地质灾害危险性评估的基础上增加地下空间开发对地质环境影响评估内容,加强山地城市地下空间开发地质环境指标体系研究,探索新的思路和方法,提高地下空间开发地质环境危险性评估工作的认识。在本文中,研究了地下空间开发对地质环境扰动影响的评价方法,构建了地下空间开发地质环境危险性指数和各主要影响因子的判定方式,初步分析各因子的权重分配和危险性大小的评判划分标准。并以重庆高新区罗汉沟某小区内规划市政公路隧道工程为例,验证了本方法在实际应用中的有效性,以期对地下空间开发先期选址和空间布局有参考作用。

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甘肃省东部地区窑居气温特点与安全性对策

赵占雄,胡燕妮,胡晓坤

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 951-955.

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黄土窑洞作为绿色的本土建筑,对保持黄土高原地区整体生态的平衡和可持续发展皆具重要意义,然而甘肃东部存在大量的弃窑建房现象,对黄土高原地区的可持续发展不利。通过对甘肃东部窑洞的现状调查统计,明确了黄土窑洞对当地的极端气温有显著的调节功能,窑洞冬夏两季更舒适,但平房在春秋两季更舒适,因此建议窑房结合使用而不是废弃窑洞。调查发现普遍存在的问题是无衬砌的裸窑和忽略窑背的防渗及排水,从而造成窑洞安全性低、耐久性差的误解。因此建议黄土窑洞适当衬砌以改善窑洞受力,窑背做好防渗处理和排水措施,从而有效地提高窑洞的安全性和耐久性。

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邻近盾构隧道的建筑物安全风险模糊层次分析

魏纲,周琰

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 956-961.

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盾构隧道施工会对邻近既有建筑物产生潜在的安全风险。首次将模糊层次分析法引入对邻近盾构隧道的建筑物安全风险评估中。分析建筑物和隧道的影响因素,遴选出主要因素作为模糊层次评估方法的影响因子,建立了邻近盾构隧道的建筑物风险指标体系。采用专家打分法确定层次分析中各风险评价指标的权重,建立邻近盾构隧道的建筑物风险模糊层次评估模型。运用本文方法,对武汉长江盾构隧道上方的武汉理工大学电教楼进行了风险评估,得到的评估结果符合实际工况,验证了本文方法的可靠性。

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新建地铁隧道内活塞风温度变化理论分析

王维,王丽慧

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 962-967.

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列车在地铁隧道中运行时,会产生大量的热,一部分被隧道内岩土层吸收,其它部分散失在空气中,随列车活塞风带入站台。本文假设在新建单线隧道,一列车行驶周期内,对隧道内活塞风温度变化规律进行理论分析。隧道内列车散热假设为移动热源,将隧道区间内的空气流动简化成一维管流,活塞风与隧道壁面发生对流换热,根据隧道内空气的热平衡,建立简单的流固耦合模型。简化后得到新建地铁区间隧道活塞风温度变化数学模型,并给出其数值计算方法,借鉴上海某地铁的参数,利用MATLAB软件计算并绘出整个过程中隧道内活塞风温度变化曲线,隧道内活塞风温度下降约1.9 ℃。分析发现隧道内的岩土层温度、隧道长度和列车速度等影响隧道内温度分布和温度变化幅度。

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基于FLS-SVM的地铁车站照明能耗预测

陈世栋,段中兴

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 968-974.

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地铁车站由于其特殊环境,照明主要依靠人工照明,照明工作时间长、功耗大是其主要特点,因此照明系统节能存在较大空间。对照明能耗的预测与分析是进行照明节能改造与设计的前提和基础。模糊最小二乘支持向量机因其有着学习速度快、跟踪性能好、泛化能力强、精度高等优点被广泛应用于能耗预测领域。本文利用模糊最小二乘支持向量机建立能耗预测模型,并且采用MATLAB的LS-SVM工具箱对预测模型进行了仿真研究,最后通过与RBF神经网络能耗预测模型仿真对比试验表明了基于最小二乘支持向量机的能耗预测模型拟合度好、精度高,是照明能耗预测的有效方法。

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断层构造采空区箱涵高路堤变形失稳演化分析

赵虎生,王玉标

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 975-978.

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断层地质构造的存在将严重影响穿越采空区高速公路路基路堑的稳定,选取既有断层构造存在,又有采空区的箱涵高路堤高速公路段落,依托典型工程实例,采用岩土工程常用的数值模拟分析软件—Flac^3D,研究采矿引发断层“活化”不利的地基稳定性,研究“活化”地质断层,分析高填方路基“疾病”的机理、变形和地面不稳定,探讨修筑箱涵通道及高填路基而出现的变形与失稳问题,发现预防道路路基的不连续变形、沉降,旨在为确定合理的技术基础。研究表明:煤层开采改变了围岩的物理力学性质形态,是影响断层“活化”的主要因素;断层“具有屏蔽作用,影响水平方向的移动、下沉变形的对称性。

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基坑坑底抗隆起稳定性影响因素分析

孔德森,门燕青

地下空间与工程学报. 2014, 10(4): 979-984.

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基坑工程的坑底抗隆起影响因素众多,且各因素对坑底稳定性的影响程度存在较大差异,设计中明确各因素的影响程度对保证基坑安全具有重要意义。考虑土体横观各向同性特征,推导了坑底抗隆起计算公式,并就土体参数和支护结构参数变化对基坑坑底稳定性的影响程度进行了探讨。研究结果表明:增大内聚力c、内摩擦角φ和墙体插入比或减小土体重度γ、最下层内支撑高度和地面超载以及进行坑底加固均能提高基坑抗隆起稳定性。当土体重度γ较小、内聚力c较大、内摩擦角φ较小、墙体插入比较小、最下层内支撑高度较大、地面超载较大时,应尤其注意土体横观各向同性特征的影响。

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