漫滩二元地层基坑开挖及降水引起的地表沉降预测∗

基坑土体开挖及降水引起的地表沉降预测是基坑工程安全领域关键问题之一。工程中常用的基坑支护结构计算软件未考虑降水固结引起的沉降。为全面计算基坑工程引起的地表沉降,提出了理论计算模型,采用 MAT?LAB 编制差分算法程序,生成附带基坑围护结构及土体分层单元的场地模型,实现了自动计算地下水位下降深度与地表沉降。以位于长江和秦淮河漫滩地区二元结构场地的南京地铁螺塘街站为案例进行验证,该方法计算的地下水位降深和地表沉降与现场监测数据基本吻合,其中观测孔位地下水降深偏差为 2.4%~8.6%,地表沉降计算值偏差大都在 10% 以内,表明了所提计算方法的可靠性。进行泛化分析,将原始二元地层与上部淤泥质土层替换为砂层工况进行比较,分析了围护结构插入比、土层性质对地下水位降深和地表沉降的影响。结果表明:原始二元地层相对于替换砂层的工况,水位降深小但沉降峰值大,对水位下降的反应更加灵敏,沉降曲线曲率更大,对周边环境的危害也更大,围护结构插入比的增加对地表沉降削弱效果显著。     

武汉粉砂地层深基坑开挖对既有盾构隧道影响分析

以武汉粉砂地层大型商业综合体项目深基坑开挖工程为依托,通过对邻近地铁盾构隧道竖向位移和水平位移进行长期实时的自动化监测,分析在武汉粉砂地层中深基坑开挖对既有盾构隧道变形的影响,并分析了隧道管片裂缝的分布特征。结果表明：粉砂地层深基坑开挖主要引起既有盾构隧道沉降和朝向坑内的水平位移;在基坑开挖阶段,隧道沉降和水平位移迅速发展,而在基坑结构施工过程,隧道沉降和水平位移基本不进一步发展;随着基坑上部主体结构施工的进行,隧道发生隆起和朝向坑外的水平位移,在综合体室内装修阶段,隧道沉降和水平位移趋于稳定;基坑开挖过程诱发的盾构隧道纵向沉降和水平位移均呈现“U”形的变形模式,最大水平位移量出现在基坑开挖宽度中部;深基坑开挖诱发盾构隧道内部衬砌结构出现大量的平行管片裂缝,出现密集管片裂缝的区域基本上与隧道较大沉降量和水平位移出现的区域具有高度的一致性。     

梁锚结构加固浅埋隧道洞口软弱地层的承载特性研究

针对隧道洞口埋深浅且软弱围岩稳定性差这一问题,提出在地表增设混凝土框架梁,设置扩大头锚杆与框架梁连接并深入软弱围岩,运用数值模拟分析“混凝土框架梁-扩大头锚杆”结构加固软弱地层后的力学特性。研究结果表明：采用“混凝土框架梁-扩大头锚杆”加固隧道洞口软弱地层,k=0.4时,相比于没有加固对照模型,隧道最大拱顶沉降值下降68.7%,隧道最大边墙收敛值下降15.1%,初期支护最大等效应力减小12.7%;建立不同加固区围岩松动压力分散系数k下的数值模型,通过拱顶沉降结果与加固区围岩松动压力分散系数的线性拟合,提出采用加固结构后的隧道拱顶沉降规律与围岩松动压力计算方法。     

泥水盾构近接地下管线施工的管线沉降计算方法及管土位移规律研究

为更准确地预测管道受盾构开挖引起的竖向位移,对基于傅里叶变换的管道位移传递矩阵法进行修正,考虑泥水压力和注浆压力2个关键参数对管道位移的影响,并提出1种基于沉降监测数据的地层损失率的反演计算方法。同时,利用数值仿真软件FLAC3D分析不同工况下的管土变形规律,并与修正后的传递矩阵法进行对比。研究结果表明：由地层损失率反演计算方法可以计算得到较为准确和合理的地层损失率,使用该地层损失率计算地表沉降时与数值软件结果吻合度较高。修正后的传递矩阵法保留原计算方式的便捷性,同时考虑泥水压力和注浆压力等实际因素,与现场实测值更加贴近,准确度更高。管道与地层的相互作用可以通过管土相对刚度进行宏观定性描述,该参数可以反映出不同材质、壁厚、直径等条件下管道受盾构开挖影响的敏感性。研究结果可为盾构下穿既有管线的管线沉降预测提供一定参考。     

长江三角洲平原南部上新世以来古环境演变及多重地层划分

对长江三角洲平原BZK01钻孔进行沉积物¹⁴C测年、粒度、磁学、孢粉和微体古生物分析,结合伽玛测井、岩性地层讨论了上新世以来钻孔揭示的孢粉组合、沉积环境演化、沉积相和古气候特征,建立了钻孔的第四纪多重地层划分对比框架。结果表明,受原始地形地貌、海平面变化、海陆变迁、古气候冷暖更替及新构造运动的影响,研究区上新世以来经历了多次环境变化。钻孔自下而上揭示岩性地层依次为基岩长河组、新近纪-第四纪沉积的嘉兴组、前港组、东浦组、宁波组、镇海组,孢粉组合可划分出16个孢粉带,按暖期温暖潮湿-冷期寒冷干燥古气候旋回变化的周期律,BZK01钻孔反映该区域共存在7个古气候旋回。建立的钻孔多重地层划分对比揭示151.9～278.0 m为河流相和河湖相交替沉积的上新世-早更新世时期,存在两个气候旋回过程;83.5～151.9 m为河流相-河湖相-浅湖相沉积环境的中更新世,包含两个气候旋回过程;15.4～83.5 m为晚更新世,沉积环境自下而上为河口相-河湖相-潮坪相-滨海相-河湖相,与王店海侵-杭州海侵时期对应,包括两个气候旋回;0～15.4 m为河口相-河湖相-泻湖相沉积环境的全新世,对应富阳海侵,包括一个气候旋回。     

三峡中坝遗址剖面中汞的地球化学特征和影响因素分析

长江三峡中坝遗址是我国目前仅有、世界上也罕见的"通史式"遗址。它不仅蕴藏着大量的文化内涵,而且包含着极其丰富的自然环境演变信息。我们对遗址剖面地层中汞的含量和垂直分布变化进行了测试和分析,发现该剖面地层中汞含量高,这与遗址沉积物中硫含量高、复杂的区域地质构造条件以及频繁的人类活动有关。同时发现,汞含量在地层中呈垂直波动变化,这反映了该地区人类生产活动、气候条件、植被状况和剖面沉积物粒度大小等的影响,即与该地区人类活动以及自然环境演变有相当关系。遗址剖面中汞的含量变化在一定程度上记录了该地区人类活动的进程和自然环境的演变。     

隧道盾构下穿车站出入口数值仿真对比研究

运用基于有限单元法的Ansys软件和基于有限差分法的Flac3D软件作为基本工具,选用满足Drucker-Prager(D-P)屈服准则和Mohr-Coulomb(M-C)屈服准则的材料弹塑性模型,对某隧道盾构下穿近距离既有地铁出入口人行通道的施工过程进行数值仿真分析;得出其地层变位规律及对结构内力和变形产生的影响;将所得计算数值与实测数据进行对比研究,其结果相当吻合;同时对不同软件及不同屈服准则的选用所引起的计算结果的差异进行分析比较,所得规律可为类似工程的设计与施工以及相关软件计算结果的使用提供依据和支持。     

软流塑地层条件下浅埋暗挖施工技术探讨

软流塑地层条件下采用浅埋暗挖法施工技术难度较大,而对下穿既有结构所采取的工程措施难度则更大,本文以工程实例为依托,详细阐述了在软流塑地层条件下浅埋暗挖法区间隧道施工中通过既有过街通道时所采用的施工技术及措施,所得出的结论对类似工程施工有一定的指导意义。     

地铁盾构施工泡沫剂改良土体控制渗害的试验研究

地铁建设中地下水影响是环境损伤事故最重要的诱因,分析了近年地铁施工及渗害诱发地层沉降、建筑坍塌的典型工程事故.鉴于泡沫剂改良渣土是盾构隧道施工中维护开挖面稳定及控制地层渗害的极端重要性,研制了一种新型泡沫剂发泡装置,进行了泡沫剂改良地层的系列实验研究,获得了泡沫剂对粘性土和砂土的渗透性影响、流动性影响的实验规律,可为盾构施工中开挖面稳定性与渗害控制提供重要依据.     

新生代中国天山北侧的变形过程及其对山体生长的指示意义

活动大陆造山带大多以活跃的断裂错断及褶皱发育为特征,这些过程同时改变区域高程与地势,进而影响气候变化的进程。位于我国西北部的天山山脉南北两侧均发育有明显的三列褶皱-断裂系统。根据褶皱地层中前生长地层和生长地层均可计算区域地层的隆起高度。东天山北侧近平行分布着齐古、玛纳斯和独山子褶皱-逆冲带,根据前生长地层能够开展区域隆升过程分析和天山生长历史恢复。本文通过三列褶皱-断裂体系地层组成分析及地层变形特征测量,获得天山平均高程在中新世早期约1800米,在中新世晚期约2600米,而晚上新世与现在高度接近。结合前人对中新世以前区域高程的恢复数据,天山北侧褶皱和断裂活动是区域生长的主要构造形式,也造成了区域阶段性隆升。