长江三角洲区域性软土路基沉降特性研究

为研究长江三角洲区域性软土路基的沉降特点,对长三角地区滨海相软土的沉积环境、地层分布特点和工程特性进行了系统分析。基于研究区内典型软土地段高速公路软基沉降的观测数据,研究了该地区软基沉降的变化规律,分析了场地工程地质条件和填土高度等因素对软土路基沉降的影响。结果表明:长三角地区海相软土地层与陆相地层相互交叠,海相软土具有高压缩性、低强度和较强的结构性;软基沉降曲线有3种类型,沉降量随硬壳层厚度减小、软土层厚度增加而增加,不同软土路基处理路段的沉降特点具有显著差异。     

旧路改造工程路堤稳定性安全监测方案设计

本文从旧路改造工程的特点出发,通过室内实验获取土力学参数并对沉降量进行预测计算.利用沉降仪、测斜管、孔隙水压力计、土压力盒等多种测试仪器,选取有代表性的观测断面,对经过土工格栅加筋处理的软土地基进行了高路堤施工期间的沉降与稳定观测,并提出适合工程特点的控制标准.从而达到控制路堤稳定、检验填筑质量、控制差异沉降、为路面施工提供技术支持的目的.     

软土沉降位移作用下大口径管道轴向应力状态研究*

为准确掌握大口径管道的轴向应力应变状态,保障管道的安全运行,通过假定4类不同形式的软土沉降位移,研究不同沉降形式对管道轴向应力状态的影响。采用非线性有限元方法建立管道轴向应力应变参数化数值计算模型,开展影响因素分析。结果表明:针对软土沉降位移作用下1 422 mm X80大口径管道,沉降量相同时,突变型位移载荷作用下管道受到的轴向应力最大,最大轴向应力位于两侧非沉降区距管道中心约53 m处;软土沉降量达到工程实际中可能的最大值1 m时,大口径X80管道内轴向应力小于0.9倍管材屈服强度,管道环焊缝可以采用基于应力的工程适用性评估方法开展ECA(Engineering Critical Assessment)评价。     

改进西原蠕变模型研究及二次开发计算*

为了研究黏土在不同应力水平下的蠕变规律,基于软黏土流变模型及已有的黏土蠕变试验结果,分析3种常用的经验蠕变模型对软土蠕变研究适用性,提出幂函数非线性元件,在传统西原模型的基础上引入非线性黏塑性体(NVPB)构成改进的西原模型。研究结果表明:幂函数描述黏土在低应力和高应力条件下所表现的变形特点都有着较高的准确度,改进西原模型能够较好地描述黏土蠕变的非线性问题以及黏土在高应力水平下的加速蠕变变形。利用自定义本构程序开发接口UMAT对该模型进行二次开发并对模型进行验证。改进的西原模型对比经典西原模型能够更好地描述在不同应力水平下软土的的蠕变变形特征。研究结果可为软土地区沉降预测提供理论参考。     

深厚软土地区大桥群桩沉降现场监测分析

为准确预测高速铁路沉降量,严格控制高速铁路沉降,达到高速铁路的平顺性标准,以某一软土地基高速铁路桥梁墩台为监测对象,采用液位-单点联合自动监测法对天津某特大桥沉降进行了长期观测。实测数据分析显示,单点沉降计布置合理的情况下能准确确定压缩层厚度。与现有规范的压缩层及沉降进行对比分析,结果表明,《公路桥涵地基与基础设计规范》误差最大,压缩层厚度比实测值大141.1%,沉降量比实测值大182.9%;按上海市《地基基础设计规范》得到的沉降量计算值比实测值大4.0%;按《建筑桩基技术规范》得到的应力比为10%,沉降量计算值比实测值大8.9%。与液位沉降计测得的总沉降相比,《铁路桥涵地基和基础设计规范》、《公路桥涵地基与基础设计规范》计算的沉降值偏大,其余规范计算的沉降值均偏小。从可靠性和安全角度考虑,建议采用以10%应力比为条件的"应力控制法"计算压缩层厚度,采用铁路规范方法计算高速铁路深厚松软土层的桥梁桩基总沉降。     

常州地区地铁隧道盾构施工的Peck公式改进

目前,利用Peck公式预测地铁盾构施工引起的地表沉降是运用得最方便、最广泛的方法,但由于Peck公式为经验公式,有其自身的局限性,并不能完全适用于地质条件差异较大的地区。因此,应结合当地实测沉降数据对Peck公式进行修正。根据常州地铁一号线某区间隧道盾构推进引起的地表沉降实际观测数据,采取一元线性回归分析的方法,并引入隧道中心线地表最大沉降值的修正系数α和地表沉降槽宽度修正系数β,对Peck公式进行修正。修正结果表明,当α值在0.3～0.7,β值在0.5～0.8时,所得修正后的Peck曲线与实测沉降数据更加符合。     

基于GM-ANN模型的建筑物沉降量变化趋势预测方法

建筑物沉降观测结束之后,为降低和预防因地基不均匀沉降等因素造成的不安全事故发生率,准确预测建筑物沉降量变化趋势已引起相关科研单位的重视。首先,将人工神经网络数据分析与灰色GM(1,1)模型相结合,提出GM-ANN预测模型。然后,结合工程实例验证模型对监测沉降危险点数据变化的准确性,形成Matlab拟合曲线和预测趋势图。最终,结果表明仅考虑时间因素,GM-ANN模型明显优于灰色GM(1,1)模型,可使预测精度提高将近三倍。因此,利用GM-ANN预测模型可以对建筑物安全性进行有效预测。     

高速铁路桥梁桩基沉降预测模型研究

科学、合理地预测桥梁桩基工后沉降量是高速铁路建设的关键环节.鉴于京沪高速铁路桥梁桩基沉降曲线在多级荷载作用下呈明显阶梯形基本特征,而常规沉降预测模型不能反映全过程的沉降与时间的关系,引入荷载系数的概念,建立了变形过程指数模型,介绍了模型的求解过程及参数的确定方法.并结合沉降实测资料,运用指数曲线模型和Logistic模型进行对比分析.结果表明,变形过程指数模型能将架梁前期的观测数据纳入分析时间段内,其预测精度高,误差小,预测结果与实测数据基本吻合.进一步对模型参数的计算值进行粗差分析及归类,给出了不同地基土层、不同荷载作用下参数β的建议值.     

新建铁路路基斜交超浅埋地铁的变形监控与安全评估

为评估深厚软土地区临近超浅埋地铁施工对盾构的扰动,结合斜交超浅埋地铁的某客运专线桩板结构路基工程,基于"第三方监测"的工程安全监控模式进行施工及试运营期间的安全评估,并研究了各阶段的变形规律及安全敏感因素。研究结果表明:地铁水平位移只出现于桩基施工阶段;沉降变形与收敛变形则贯穿于整个施工与运营阶段,变形值呈"增大—减小—稳定"的趋势;地铁变形中沉降影响最大,收敛变形次之,水平位移最小,且变形极值均小于安全限值,说明地铁结构是安全的;桩板结构有效控制了后续沉降的发生,大大降低了新建客运专线与既有地铁的相互影响。     

广三高速公路扩建工程中桩承式加筋路堤的现场试验

结合广三高速公路扩建工程,对素混凝土桩和PHC管桩桩承式加筋路堤工作性状开展现场试验调查,在路堤填筑中以及填筑完成后对路基沉降、孔隙水压力以及深部水平位移进行监测和分析,试验结果表明:当软土厚度小于18m时,采用桩径为50cm的C15素混凝土桩,打穿软土层,桩中心间距1.8 -2.0m,平面呈三角形布置,桩帽采用C30混凝土浇筑成尺寸为1m×1m×0.4m的面板,拓宽路基孔隙水压力变化与填土高度和桩的龄期有关,路基工后沉降得到了有效控制;当软土厚度超过18m时,采用桩径为30cm,桩壁厚7cm的PHC管桩,按照桩中心间距2.5-3.0m间距呈正方形布置,桩帽采用设置双层钢筋的C30混凝土浇筑成尺寸为1.5m×1.5m ×0.4m的面板,路堤填筑完成后预压期内路基孔隙水压力基本未发生变化,路基几乎未发生侧向位移,路基剩余沉降很小,可以节省预压时间,尽早开展路面结构层施工,开放交通.     

Settle3D软件在半填半挖黄土路基变形分析中的应用*

为揭示半填半挖黄土路基的变形规律及其影响因素,为高填方黄土路基稳定性的评估提供科学依据。以国道G310典型半填半挖黄土路基为例,运用Settle3D软件对不同工况条件下的黄土路基进行精确建模与系统分析。结果表明:自然条件下路基左右侧沉降量差别不大,而降雨条件下原状黄土侧的沉降大于压实黄土侧的沉降,土层交界处沉降差异显著;降雨条件下中心点的沉降曲线在原填土交界处发生转折,表明压实效果显著;各施工阶段间沉降量差值呈非线性减小趋势,但降雨条件下的稳定时间更长。因此施工中控制路基压实度和采取合理的路基防水排水措施非常重要。     

软土地铁隧道盾构工法端头井加固稳定性分析

以上海地铁10号线盾构隧道的进出口端头井加固为例,说明软土地区盾构端头井基坑的加固方法,重点说明高压旋喷桩和三轴搅拌桩联合加固在软土地区的应用和用FLAC软件对加固后土体进行稳定性分析。表明此种方法在软土盾构端头井加固的设计和施工的实用性,为以后同类工程的设计和施工起到一定的借鉴作用。     

红土地区地铁暗挖隧道施工地表沉降规律研究

红土在我国有较为广泛的分布,红土具有一定的胀缩性,底部常有软土和土洞分布,容易引起地基变形和地面塌陷。因此,红土地区地铁建设设计、施工都有其特殊性。以昆明地铁施工监测数据为例,研究红土地区地铁施工地表沉降规律,分析其安全性,并为今后红土地区地铁建设提供参考。     

软土地区大直径盾构对邻近桩基础建筑物影响研究

隧道开挖对邻近既有建筑物桩基乃至整个建筑物的稳定与安全带来不同程度的影响。以京津城际延伸线穿越桩基础建筑物金元宝海鲜宫为背景,采用MIDAS/GTS有限差分软件,对软土地区大直径盾构下穿桩基础建筑物进行了模拟,研究结果表明:盾构隧道施工会引发邻近建筑物产生沉降及倾斜变形;建筑物桩基变形与建筑物变形规律基本吻合,随着桩基位置与隧道侧向间距增大而减小;盾构隧道施工导致建筑物框架的梁柱产生了附加的弯矩和轴力,位于建筑物角部的梁柱节点会出现应力集中。     

软土深基坑的空间变形特性分析及危险性评估

为准确掌握软土深基坑的变形特性,并合理评价其危险性,基于现场监测成果,进行基坑重要监测项目的空间变形特征分析;通过变形分级和发展趋势判据计算得到相应特征指标,从而开展基坑危险性评估.结果表明:支护结构的空间变形近似呈"驼峰"特征,即基坑两端头的变形值相对较小,而基坑中部的变形值相对较大;周边土体沉降相对较小,随着与基坑...     

基于谐波沉降的管道力学分析*

为避免地面沉降引发的油气管道事故,研究沉降管道的力学特性,提出基于谐波沉降的管道力学评估方法。以中国石化某沉降管道为研究对象,通过现场测量的方法获得沉降区管道高程,利用傅里叶级数展开对不均匀沉降数据进行处理分析,获得管道谐波沉降的拟合函数。建立ANSYS有限元模型,采用土弹簧模型模拟非沉降区管道与土体相互作用关系,将谐波沉降作为位移载荷施加到沉降区管道,对含内压管道的沉降进行数值模拟,分析其应力、应变分布规律。结果表明:沉降与非沉降交界处管道应变及应力最大,基于应变的评估准则,管道运行状态为安全,为应急响应提供支撑。     

基于可拓云理论的泥炭质土场地沉降风险评价

为更好地研究泥炭质土场地地铁车站基坑周边沉降问题,预测和评估施工时及施工后的沉降风险,在分析了泥炭质土的特点后,选择土层厚度、有机质质量分数、重度、天然含水率、孔隙比、土层埋深和压缩模量7个指标,建立沉降风险评估指标体系,并根据改进层次分析法和改进熵权法求出主观权重与客观权重,最后用理想点法耦合主客观权重求出各评价指标的综合权重;根据沉降等级分类标准,生成每个评价指标的云滴图,计算得到各评价因子的可拓云矩阵,进而将综合权重向量与可拓云矩阵相乘得到综合确定度,根据综合确定度最大原则确定样本沉降风险等级。以昆明某地铁车站施工监测数据为例,用建立的可拓云模型对泥炭质土场地的沉降风险进行评价,最终评价结果与实际监测结果吻合较好,验证了分析方法的合理性及可行性。该评价方法充分考虑了多种因素影响,明确了沉降的风险等级,评价结果为泥炭土场地上建(构)筑物的设计施工及应急处理提供了理论依据。