地下空间与工程学报

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刘皆谊,夏健,申青

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 223-228.

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主要探讨工业遗产保护结合地下空间开发的策略。首先,藉由对现今我国工业遗产保护的问题进行分析,提出我国工业遗产保护的困难点主要集中地面的土地开发问题。其次,分析工业遗产结合地下空间的开发模式,论证工业遗产保护具有与地下空间结合的可行性。并综合上述两者的分析,提出四项工业遗产与地下空间两者共同开发策略优势与解决的问题。最后,以苏州苏纶厂地块作为实例论证,并提出地下空间开发与工业遗产保护结合后,对于工业遗产保护所可能产生的四种改变。

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地下集装箱运输系统研究的深层动因及趋势地下集装箱运输系统研究的深层动因及趋势

郭东军,谢金容, 陈志龙, 赵子维

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 229-235.

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地下集装箱运输系统作为一种大直径的地下物流系统,是集装箱运输的新思路,是目前地下物流领域研究的热点之一。分析了地下集装箱运输系统提出的背景和国内外研究概况,从空间、能源、环境以及世界集装箱发展趋势等四个视角,深入解析了地下集装箱运系统发展的深层动因。在此基础上,提出了地下集装箱运输系统研究中应注重自动运输与隧道的结合、与现有集装箱运输系统的兼容和综合效益研究三个方向,以期为下一步研究提供借鉴与参考。

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地铁车站商业开发的行人交通影响分析

张广厚¹,陈艳艳¹,李平谱¹,赵光华²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 236-231.

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地铁系统能够有效缓解城市交通拥堵问题,但地铁建设费用高昂,且公共交通的行业属性也决定了其不可避免的亏损。地铁车站地下空间的商业开发,是提高地铁运营综合收益、减少亏损的有效手段,但作为城市公共交通系统的骨干,地铁车站的商业开发不能影响其交通功能。因此,有必要在进行商业开发时,评估其对地铁车站交通运行的影响。本文以行人仿真为基础,以实际工程应用为出发点,构建了地铁车站地下空间商业开发的行人交通影响评价方法。该方法以服务水平为评价指标,包含数据分析、模型构建、仿真结果分析、优化改善等步骤。实际工程中的应用表明,该方法能够定量化的反映商业开发对地铁车站交通功能的影响,具有较强的可操作性。

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遗址博物馆建筑地下空间开发利用模式探讨

杨红禹,张平,陈志龙

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 242-247.

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遗址文物保护的观念是现代人的基本素质。地下遗址的不可移动性使得遗址博物馆在展出这类遗址时,必须开挖已被添没的地下空间,恢复原有的地下空间以展示遗址。文章以遗址博物馆建筑特点为依据,阐述了地下空间开发在遗址博物馆建筑中的优势,并通过对国内外具有代表性遗址博物馆实例分析,提出了遗址博物馆地下空间开发利用模式。我国文物古迹众多,从保护历史文物和历史地段风貌的角度,历史文物遗址的地下空间开发利用发展前景广阔。

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对郑州市地下空间开发利用的思考

王鹏飞,王向华

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 248-252.

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结合郑州市城市建设的实际情况,分析了郑州市开发利用地下空间的战略意义、发展历程以及开发利用地下空间的有利条件,通过对郑州市地下空间开发利用现状的调研,总结了郑州市地下空间开发利用中存在的问题,并提出改进的思路与对策,以期推动有序、高效的开发利用地下空间;通过借鉴国内外大中城市地下空间规划的经验,总结了郑州市地下空间“一环、两轴、三线”的规划框架、总体布局,提出了开发时序以及郑州市地下空间的发展目标,为郑州市构建健康和谐可持续发展的地下空间提供理论和技术支撑,以期优化郑州市城市建设的立体化态势。

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上海日月光中心地下综合体工程实践

谢炯¹,贾坚^2,3,杨科³

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 253-258.

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上海地区结合轨道交通车站开发的地下综合体是一种能充分利用轨道交通资源的地下空间开发模式。在系统分析城市地下综合体开发的经济效益、社会效益和环境效益的基础上,结合地铁车站、隧道与地块开发建筑共建的上海日月光中心这一地下综合体工程的成功实践,对软土地区建造大型地下综合体所面临的岩土工程问题及工程技术对策进行了分析总结,可为软土地基中结合轨道交通建设大力发展城市地下空间开发的区域综合工程提供工程借鉴和交流。

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有衬砌隧道设计计算探讨 ——隧道稳定性分析讲座之三

肖强^1,2,郑颖人^1,2,陈庆^1,3,冯夏庭⁴

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 259-267.

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利用有限元强度折减法结合基于有限差分原理的FLAC软件,探讨了隧道设计计算过程中初衬和二衬的计算问题以及隧道开挖的应力释放问题,并以黄土隧道为例探讨研究不同应力释放率以及不同初衬和二衬厚度情况下隧道的受力特征,计算围岩安全系数以及二衬安全系数,得出了以下结果:一是利用FLAC软件计算中的不平衡力来控制隧道开挖过程的应力释放是合适的与可行的;二是初衬作为隧道围岩的加固圈将承受较大荷载和产生较大的变形,初衬必将进入弹塑性状态;二衬作为隧道的强度储备或者承受不大的荷载,二衬视作弹性杆件可按结构力学的方法确定安全系数;三是如果初衬后围岩安全系数大于1.30,可以认为围岩和初衬都是稳定的,二衬作为安全储备;如果围岩安全系数在1.30~1.15之间或围岩为粘弹塑性材料时,表明二衬将承受一定荷载;如果初衬后围岩的安全系数小于1.15~1.20,则认为初衬不足,不能保证施工安全。最后建议对二衬后的围岩安全系数取1.3,二衬结构安全系数对无抗裂要求的混凝土衬砌取1.4,钢筋混凝土衬砌取1.35。两者综合的安全系数大约在1.8左右以供参考。

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慢速往复荷载下砂土的细观力学与耗能机理探讨

孔亮^{1, 2}, 苏强², 王燕昌³, 彭仁²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 268-273.

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以颗粒流数值软件PFC^2D为计算平台,采用数值模拟技术并结合已有的土工试验结果,从宏、微、细观不同尺度和能量耗散角度,展开对砂土在慢速往复荷载作用下表现出的宏观力学响应、微观结构变化、细观力链演变以及能量耗散规律等方面的研究。结果表明数值模型能较好再现砂土的宏观力学响应,颗粒旋转、翻滚、下沉以及上升等内部结构变化,以及强弱力链的形成与重构,并能动态跟踪不同能量的变化,进一步揭示了砂土在连续变形过程中的细观力学机制及其能量耗散机理。

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深埋隧道岩溶突水安全风险评价模型研究

蒋国云

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 274-279.

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基于诱发深部岩溶隧道突水灾害风险因子群的识别,得到了岩溶突水的安全性参评指标并构建出评价指标体系;基于层次分析法,通过专家调查建立了参评因子的判断矩阵及各级权重比较矩阵,并计算得到了各因子的权重值。在此基础上,基于模糊数学理论,建立了隧道岩溶突水安全性评价模型及评判标准。最后结合马鹿箐隧道工程实例,对深部岩溶隧道突水安全风险进行了综合评判,结果与马鹿箐隧道突水实际情况一致,证明了评价模型的正确性与合理性。研究结论可为今后类似隧道工程岩溶突涌水灾害的安全评价提供借鉴与参考。

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加卸荷条件下辉绿岩岩体力学参数特性研究

张成良,杨绪祥,余贤斌

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 280-285.

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基于三轴加、卸荷破坏试验,分析研究辉绿岩卸荷应力状态下的应力、应变及破坏特征。试验结果表明:岩体卸荷破坏时岩石发生回弹变形,脆性特征明显,相比于加载破坏,卸荷破坏更加突然和剧烈;在卸荷过程中,峰值强度随中间主应力的增加有所提高,峰值强度的提高值随中间主应力的提高逐渐减小;在常规三轴压缩试验过程中,岩样破坏峰前的体积变形持续处于压缩状态,表现出的屈服扩容非常小,进入卸荷阶段后,岩石表现出来的扩容现象十分明显,且初始围压越高,卸荷时的扩容量也越大,在接近破坏点时扩容加剧。

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考虑流固耦合作用的深基坑有限元分析

冯怀平,张伏光,岳祖润

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 286-291.

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基于比奥固结理论和修正剑桥模型,利用流固耦合模型对复杂地质条件下深基坑降水开挖过程中基坑的时间效应进行研究,并以地铁车站深基坑为例,对基坑降水开挖过程中的渗流固结进行了有限元计算。计算结果揭示了基坑渗流场分布及基坑水土压力和地下连续墙变形、周围地面沉降及基坑底部回弹的分布规律;并将计算结果与现场实测数据进行了对比,发现考虑流固耦合的计算结果与实测数据较为接近,能够比较真实地反映基坑渗流与变形特征。

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有压圆形隧洞围岩径向裂纹应力强度因子研究

晏启祥,杨拯,何川

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 292-295.

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为研究隧洞围岩周边径向裂隙的水力劈裂问题,利用复势法分别给出了高水压和构造应力两种因素作用下围岩径向裂隙应力强度因子的解析公式。研究表明:在压应力构造应力场中,构造应力只主导裂隙的Ⅱ型扩展,围岩孔隙水压力只主导裂隙的Ⅰ型扩展;侧压力系数和构造主应力与裂隙夹角是影响裂隙Ⅱ型扩展的重要因素。研究结论对于进一步研究高水压和构造应力对径向裂隙的水力劈裂效应具有重要的参考价值。

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矿山巷道三维建模及其空间距离近似计算

胡金虎,丁树云,孙常新,王江锋

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 296-300.

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大型矿山通常有复杂的巷道系统,传统的平面设计难以清晰表达巷道之间的空间关系,使工程技术人员不能直接获取巷道系统的空间分布特征。本文尝试采用三维建模进行巷道的空间优化布置,将其分解为断面设计和轴线设计,采用拖拉的方法生成巷道的三维实体模型。借助地理信息系统中的空间分析方法,建立巷道模型与轴线、断面之间的连接关系,借助该连接关系,提出一种三维巷道的空间最短距离的近似计算方法,即先计算轴线之间的空间最短距离,然后再减去两端截取部分,可得到空间任意巷道之间近最短近似距离。最后,将该方法应用于安徽某煤矿工程。

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接触面刚度对双排桩支护结构的影响分析

张洪彬^1,3,安关峰¹,刘添俊¹,莫海鸿²,张国祥³

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 301-306.

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在深基坑支护结构的科学研究和实际工程设计计算中,有限元数值分析方法得到了越来越广泛的运用。目前一般通过设置接触面单元来模拟支护结构与土之间的相互作用。但在实际应用过程中,接触面参数的取值问题给模拟计算结果带来了许多不确定性,目前其取值仍是一个比较棘手的问题。利用Goodman接触面单元模拟了双排桩支护结构与周围土体之间的相互作用,通过改变Goodman接触面单元的初始法向刚度及初始切向刚度,分析了其变化对双排桩支护结构水平位移、桩顶竖直位移及周围土体沉降及坑底隆起量的影响,对双排桩支护基坑数值分析时接触面初始刚度系数的选取具有重要意义。

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泥水盾构开挖面泥膜的弹性模量

孔祥鹏^1,2,白云¹,徐冬洪²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 307-310.

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泥水盾构掘进过程中,由于泥水仓压力与开挖地层压力的差异、开挖地层的渗透特性以及泥水的流体力学性质,导致泥浆向开挖地层渗透,逐渐形成泥膜。泥膜不但起到“止水”的效果,而且本身也具有一定的力学性质。本文以过滤模型为基础,假设泥膜为弹性介质,利用弹性模量的定义,求解出了泥膜的弹性模量。随着开挖面的掘削,泥膜随着时间不断的形成,其弹性模量也随着时间发生变化。泥膜弹性模量的求解使得泥水盾构正面稳定的判断更加的准确,盾构施工参数的控制更加科学。

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黏性土挡土墙在地震作用下被动土压力研究

孙勇¹,金亚兵²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 311-317.

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在非地震主动土压力公式的基础上,用微分薄层法给出了地震条件下被动土压力公式,其中填土面倾斜、墙背倾斜、填土为c~土、墙背与填土间同时存在c~作用、墙后破裂体存在水平向和竖向的地震加速度,目前所见的地震情况下和非地震情况下的被动土压力公式均是本文公式的特例。对上述同一条件下的挡墙用过墙锺的整块破裂体作静力平衡分析(如库仑分析)得到的总土压力与本文微分薄层法得到的总土压力,大小相等,但作用点位置本法明显增加,由此理论和很多实验得知,设计抗震和非抗震时的很多类挡墙要引起足够的重视。

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用摄影测量方法研究岩体破碎区域分布规律

郭强.车爱兰,黄醒春,陈梦娇

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 318-322.

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岩体完整性是影响岩体稳定性和力学性能的重要因素，在工程勘察中，对岩体完整性影响最大因素，即岩体破碎区域的统计、描述、分析和评价是一项必不可少的内容。在摄影测量原理的基础上，利用图像处理和分析的方法进行了破碎区域的提取、划分和进一步分析。利用传统的方法对图像进行前期处理，然后提出“破碎概率”的概念并根据该值对图像进行滤波处理，剔除干扰数据，在此基础上提出用人工方法进行区域划分，采用最小二乘法得出破碎区域的等效倾角、长度和宽度，最后通过工程应用验证了该方法的可行性并提出了其存在的不足和需要改进的地方。

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拱形钢包混凝土防护门动力学特性分析

李恩奇,盛秀成,王江枫

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 323-328.

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本文对双扇钢包混凝土拱形防护门进行了动力学特性分析。首先建立了拱形防护门三维有限元模型,防护门模型由门扇、门铰页、门框和坑道岩体四部分组成。由于防护门在冲击波作用下的结构形式是变化的,所以计算得到了多种边界条件下防护门的固有频率及相应的振型。然后对防护门前爆炸冲击波超压时间历程曲线进行频谱分析,发现冲击波能量集中于低频区间,涵盖防护门的主要振动频率。其研究结果为进一步防护门在核、常规爆炸冲击波作用下的动力学响应分析奠定了基础。

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综放工作面电磁波透视分析

郗金远,王灿,张金钟,宋成伟,段文明

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 329-333.

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地质构造是影响煤矿生产安全和生产效率的主要因素,如果工作面内存在不明地质构造,则很可能会影响开采进度,甚至引发煤岩动力灾害事故。以滕州市东大矿业有限责任公司1301综放工作面为研究对象,首先介绍了电磁波透视技术的工作原理,然后通过在1301工作面布置测点和现场实测得到了大量的原始探测数据,通过数据处理和探测结果分析,探明了1301工作面的地质构造特征。分析结果表明,1301工作面内有21条隐伏断层,这为该工作面的综放开采提供了技术支持。

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惠州地下水封油库三维非恒定渗流场研究

蒋中明^1,2,冯树荣²,赵海斌²,曾铃¹

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 334-338.

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水封地下油库渗流场的分布是油库区地下水管理和油库运行方案的基本依据之一。为了解惠州水封地下油库区地下水在施工期和运行期的变化情况,应用三维非恒定流数值方法对复杂水文条件下的洞库区渗流场进行模拟,分析了不同初始地下水位条件对洞库区围岩渗流场的影响,探讨了施工期水幕系统不注水条件对油库运行的影响。研究表明:储油主洞开挖期间,水幕系统不注水将导致洞库围岩出现大范围的非饱和区,从而影响洞库多品种油品的储存。运行期水幕注水时的水封效果良好,洞库区围岩在进行灌浆处理后的涌水量较小。

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基坑工程变形的渗流应力耦合有限元分析

张小伟¹,姚笑青²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 339-344.

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软土地区深基坑工程往往受到地下水影响, 很多基坑工程事故都是由于地下水的影响引起的。本文通过大型非线性有限元软件Abaqus,采用渗流应力耦合理论及修正剑桥模型,并考虑连续墙与土体的接触作用,结合实际工程分析了基坑工程变形情况,并与不考虑渗流影响下基坑变形情况以及实测情况进行对比,主要包括地下连续墙变形、地表沉降及坑底回弹。发现两种分析条件下基坑变形形态基本一致,但耦合分析基坑变形大于非耦合分析,更接近实际情况,认为渗流对基坑变形的影响不容忽视,对实际工程应用有一定意义。

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预制沟槽对爆破震动阻隔效应的实验研究

文潮,王占江,李运良,门朝举,陈立强

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 345-351.

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由于裂隙或者沟槽对炸药爆炸引起的震动具有良好的隔震作用,所以用现场试验的方法对比研究了用导爆索爆炸形成减震沟槽和人工开挖沟槽的减震效果。用3发50 g TNT当量、1m埋深的爆炸实验,研究了爆破成形和人工开挖预制的两种沟槽的隔震效果。实验结果表明,在爆破成形沟槽的两边存在一定宽度的裂隙区。两种沟槽均有效地降低了爆破震动的幅度并改变了地震波的频谱,而爆破成形沟槽的减震效果优于人工开挖的。离减震沟槽越近,隔震效果越明显。减震沟槽对中远区地震波低频部分隔震效果明显。

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基于改进BP网络的盾构隧道开挖地表沉降预测

乔金丽^{1, 2},范永利³,刘波^{1, 2},李艳艳^{1, 2},张彦平^{1, 2}

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 352-357.

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盾构隧道施工中引起的地表沉降是衡量开挖方式是否合适的关键指标。文中在介绍BP神经网络及盾构施工引起变形情况的基础上,对基于BP神经网络的盾构隧道开挖引起的地表沉降预测进行了研究,考虑了训练样本中奇异数据的剔除,采用变步长的方法,并选取适当的动量项系数,综合考虑各种影响因素,建立了盾构隧道开挖引起的地表沉降预测的BP网络模型,并对广州地铁二号线进行了具体的预测分析。分析结果表明:理论计算结果与工程实际情况一致,误差小于5%,所建立的预测模型是令人满意的。

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近水平软弱岩层高速公路隧道施工方案比较

缪成银,郑宏,彭雪峰

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 358-362.

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近水平软弱岩层具有抗压强度低、节理裂隙发育、物理各向异性明显等特点,一直是隧道工程研究领域的一个热点问题,本文以广南高速公路栾家岩隧道为例,采用正交各向异性有限元模型对隧道Ⅴ级围岩条件下台阶法和CD法两种开挖方法的变形及受力特性做了详细的比较分析,最终得出结论,建议广南高速公路栾家岩隧道Ⅴ级围岩条件下,施工时采用CD法开挖对于施工过程中围岩及衬砌结构受力较台阶法更为有利。研究也可为近水平软弱岩层条件下的其它类似隧道工程提供参考。

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导硐法施工中导硐位置及尺寸的优化研究

倪振强^{1, 2},孔纪名^{1, 2},阿发友^{1, 2}

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 363-369.

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随着硐室埋深加大、围岩破碎、裂隙发育等因素的出现,岩石呈现明显的软岩特性,并由此产生了大变形、大地压、难支护等一系列工程问题。近几年逐渐采用导硐施工技术来解决这些问题,根据导硐施工法的原则:让硐室掘出后在原岩应力作用下充分产生流动变形、塑性变形,释放部分地应力,并利用围岩自身的承载能力,使地应力重新分布达到新的应力平衡状态,使地压力得到有效释放与控制。在导硐法施工中,如何优化导硐位置及尺寸是导硐施工技术的关键问题;建立不同导硐模型,通过Flac3D进行数值模拟,分析、比较导硐后硐室的塑性变形、位移和应力情况,得到一个最佳的导硐模型。

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盾构穿越桥梁的桩基拔除与挡墙重建施工技术

杨宇恒¹,孔祥鹏²,荣建²,周均立²,刘靖¹

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 370-374.

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以上海轨道交通11号线穿越桥台桩基为工程背景,通过综合比选确定了套管拔除+水压减摩的桩基拔除方案和“L”型挡墙+搅拌桩加固的挡墙重建方案。运用数值模拟软件对重建过程位移场的变化情况进行了计算复核,计算结果表明:“L”型挡墙结构能较好地抑制河道开挖过程中墙背土体的沉降,且结构自身变位小,能满足工程安全和周边环境保护的要求。研究成果为今后类似工程提供了借鉴和参考。

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地下水对软土盾构隧道施工的影响规律分析

林志斌^1,2,李元海^1,2,赵耀强^1,2,时林坡^1,2

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 375-381.

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潜水和承压水是地铁软土区间盾构隧道施工过程中的主要危险源,为研究潜水水位变化和承压水水压变化对区间隧道施工的影响,采用FLAC3D软件,选用修正剑桥模型,对不同潜水水位和承压水头作用下盾构隧道的地表沉降、衬砌内力等进行分析。研究结果表明,当隧道洞身全部位于地下水中时:(1)潜水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约50%;盾构隧道最大地表沉降与潜水水位呈线性关系;(2)承压水条件下,考虑渗流时地表最大沉降量比不考虑渗流时增大约10%,盾构隧道最大地表沉降与承压水头不成线性关系,随着承压水头的增大,地表最大沉降的增长速率越来越大;(3)潜水水位从-6.8 m变化到-2.8 m及承压水头从8 m变化到12 m的过程中,隧道衬砌管片弯矩和轴力随着潜水水位的升高或承压水头的增大而逐渐减小。

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土体应力各向异性对深基坑开挖性状的影响

廖俊展^1,2,黄茂松²,钟靖涛³

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 382-389.

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应力各向异性对复杂状态下土体的变形规律有重要影响。开挖状态下的K₀固结土体具有其特有的变形和强度特性。本文提出了一个将各向异性强度准则等效到Von Mise强度准则的方法,建立了一个简单、便于工程使用且能够描述土体各向异性的理想弹塑性本构关系,并将该本构关系耦合到ANSYS软件中,模拟分析了深基坑开挖后的变形性状。并通过工程实例和经典的Drucker-Prager模型作了比较,分析结果表明各向异性对深基坑开挖变形的影响不容忽视。

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浅埋地下输煤道下穿既有铁路设计与施工技术

王柱¹,仇玉良^{1, 2},黄瑞¹,涂川¹

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 390-395.

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受厂区铁路站场的制约,某电厂地下输煤隧道采用浅埋暗挖法下穿既有铁路专用线。根据不同埋深和现场条件,输煤道设计采用不同结构型式。为确保洞顶铁路正常运营和施工安全,设计采用大管棚加小导管超前支护、双侧壁导坑法开挖、D24定型便梁加固铁路等措施,并针对性提出铁路专项监控和施工方案。基于输煤隧道施工允许的地表最大沉降量控制要求,通过FLAC3D有限差分软件对施工设计方案进行了模拟分析,结果证明能够满足沉降控制要求。可为类似工程设计、施工借鉴。

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桥梁下方桩基托换过程中开挖暴露长度研究

金方方¹,徐前卫²,马忠政³,马静¹,明娟¹

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 396-403.

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在上海轨道交通10号线溧阳路站-曲阳路站区间隧道的施工中,盾构在推进至四平路沙泾港桥梁位置时,将不得不从桥梁的桩基中穿过。由于桩的入土深度已经贯穿了整个隧道断面,导致必须对桩基进行拔除或切断等处理。为了在去除影响盾构推进障碍物的同时保证施工中旧桥功能的发挥,本工程采用扩大板式基础托换和隧道内除桩的方案。为此,需要确定桥下桩基托换过程中的合理开挖暴露长度。本文通过理论计算和数值模拟,结合对桥梁结构在施工过程中内力和变形的分析,提出了合理开挖暴露长度,从而为工程的顺利实施提供了借鉴和指导作用。

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基于GIS的地铁沿线建筑竖向影响深度的分析

汤铭,彭建,柳昆,彭芳乐

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 404-407.

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为保护地铁沿线的建筑物,并给地铁以及地铁附近地下空间的设计提供参考,本文提出了建筑的地下空间竖向影响深度分析的模型,在利用建筑物资料与工程勘察数据的基础上,采用地理信息系统软件ArcGIS,得出了建筑物基础的竖向影响深度。并通过对某沿海城市某区域的建筑物的地下竖向影响深度分析,得出了影响深度与建筑物层数以及地质条件的具体关系,为地铁的设计和沿线地下空间的开发利用提供了很有价值的指导意义。

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公路隧道集中排烟道排烟阀结构设计参数研究

潘一平¹,徐志胜²,王闪²,吴德兴³

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 408-404.

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针对某大断面公路盾构隧道火灾烟气控制工程实际,为了优化设计公路隧道集中排烟模式下排烟阀结构参数,采用火灾动力学模拟软件FDS构建了隧道数值模型,并根据公路隧道的通行车辆种类、火灾类型和火灾规模,选择了隧道火灾典型场景,设计了集中排烟模式下单向及双向排烟时相应的火灾工况,通过提取隧道顶隔板下方温度场、行车道2 m高处能见度以及排烟阀流速等数据,分析了双向排烟时特定排烟阀面积下不同排烟阀结构形状对隧道火灾排烟效果的影响,进而探讨了单向排烟方式下不同排烟阀面积时的隧道火灾排烟效果。在此基础上,获得了隧道集中排烟模式下合理的排烟阀面积、排烟阀结构形状等设计参数。

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基于谱元法与Microwulf系统的汶川地震波场模拟

徐慧¹,刘新荣^2,3,胡元鑫²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 415-422.

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谱元法属广义有限元法,可用于地震波场模拟与震源反演,但几乎不能在单台普通电脑上用于大尺度地震波场模拟。Microwulf是一种低成本、高效率的主从式便携型计算集群系统,能有效地利用个人电脑组建并行计算环境。基于三维弹性波动方程研究了谱元法基本算法,并利用谱元法和自搭建Microwulf系统对2008年汶川5.12地震波场进行模拟。模拟结果表明:(1)搭建的Microwulf系统能成功进行大尺度地震波场的谱元法数值模拟;(2)计算区域地形能引起地震波场畸变;(3)震中附近区域峰值地震动分布模式大体与发震断裂走向平行,并具有典型的上下盘效应,上盘的峰值地震动比下盘强烈;(4)与无地形模型相比,震中附近区域地形对地震动具有典型的放大效应,并且对于地震动的不同分量,其地形放大效应有所区别。

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浅埋隧道下穿密集房屋爆破减震技术研究

黄明利¹,孟小伟¹,谭忠盛¹,阮清林²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 423-472.

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如何正确处理复杂环境下浅埋隧道爆破振害和工程效率之间的矛盾一直是个技术难题。本文依托浅埋下穿重庆市丰都县江池镇标段的长洪岭隧道工程,利用现场监测的方法对不同爆破方案的施工爆破振动进行对比研究,研究表明:采用超前下导坑非爆破开挖+预留光爆层控制爆破开挖技术和上台阶非爆破开挖+下台阶控制爆破技术,成功地将地表爆破振速控制在1.5cm/s以内,在保护建筑物安全的同时,有效保证了该工程的安全快速施工,并为城市环境下隧道爆破掘进工程提供借鉴。

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地下环境物流超深垃圾转运节点关键技术问题

裴琦^{1, 2},范益群³,唐寿高^{1, 2}

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 428-433.

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超深地下垃圾转运站是城市地下环境物流系统的重要节点,其设计深度往往将超过50 m,由此带来了一系列复杂的岩土力学、工程力学和施工力学问题。本文阐述了转运站的概念设计和工作流程,综述了在上海地区典型软土地层进行转运站超深竖井设计施工的过程中可能会遇到的竖井周围岩土环境建模技术、竖井薄壁结构安全设计技术、竖井端部接头构造技术以及敏感环境下的竖井施工技术等关键技术问题。上述关键技术问题的分析对超深地下垃圾转运站的未来研究具有指导意义,是对现代城市大深度地下空间开发的一次有益探索。

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高速列车振动下隧道周边砂土液化研究

戴林发宝¹,王广地²,高波²

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 434-438.

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以广深港高速铁路狮子洋盾构隧道为背景,考虑流固耦合作用,通过FLAC3D软件对列车荷载引发的地层动力响应进行了数值模拟,分析了列车高速通过隧道时孔隙水压力和超孔压比的变化规律。计算中,采用车辆-轨道耦合模型得到列车轮轨激振力。采用循环活动性准则判别砂土液化。结果表明,高速列车荷载作用下,孔隙水压力增大,超孔压比峰值出现在地表,但其值很小,不会发生液化;两列列车交会通过隧道时,超孔压比近似对称分布,其最大值比单列列车通过情形略有增大。

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基于物元模型的岩质边坡稳定性评估研究

黄奇¹,费钒²,徐峰³,孙金涛⁴,刘辉雄⁵

地下空间与工程学报. 2012, 8(2): 439-444.

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采用物元模型综合评判方法,分析了影响岩质边坡稳定性的相关因素,针对性地选取11个评价指标,应用物元概念和关联函数,建立了稳定性评估的物元模型。应用本文提出的边坡可拓评价的计算过程,对桂北高速公路K409+390～+528上行线边坡稳定性进行评价分析,计算结果与现场实际边坡野外实际情况相吻合,且与模糊综合评判结果也相符,说明了该方法的有效性。同时,本文的方法进一步计算出了待评边坡的级别变量特征值,反映出了偏向相邻类别的程度,评估结果更符合实际情况。研究表明,将可拓学运用于岩质边坡稳定性的评估是合理可行的,能够较好地反映各因素对边坡稳定性的影响,该方法可以为岩质边坡稳定性评估提供一定的参考。用简单关联函数确定权重,避免了主观因素的影响。

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