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城市地铁盾构施工地层变形三维数值模拟分析 总被引：1，自引：0，他引：1
富水砂层条件下,盾构施工问题多、风险大、施工变形难控制。以南昌地铁某区间盾构隧道工程为研究背景,采用有限差分软件FLAC3D建立了三维盾构施工力学模型,对富水砂层条件下的盾构施工过程进行动态数值模拟,并结合现场实测数据分析了盾构施工引起的地表沉降规律。结果表明：盾构施工引起的横向地表沉降呈＂V＂形,最大地表沉降发生在隧道中心正上方,最终形成的沉降槽宽度约为6倍隧道外径;盾构施工引起的纵向地表沉降呈＂S＂形,盾构开挖面前方表现为隆起,开挖面后表现为沉降,在开挖面后一定距离逐渐趋于稳定;开挖面支护力对稳定开挖面土体及减小地表沉降有较大影响;盾构进洞与出洞施工中存在较大风险,应采取相应的工程措施以保证盾构施工安全进行。所得结论可供南昌地铁区间盾构隧道设计与施工参考。 相似文献
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结合深圳地铁2号线盾构过富水砂层施工实际,考虑流-固藕合水土本构关系,用FLAC3D软件建立了盾构施工数值分析模型。计算结果与工程实测数据对比验证了数值模型的合理性。进一步研究了盾构过富水砂层对地表不同位置建筑的影响:建筑物基础在隧道正上方时产生沉降最大且较均匀,水平位移最小;盾构机开挖下穿时建筑物差异沉降最大,建筑物倾向盾构开挖方向;建筑物基础横向上离隧道中心一倍隧道埋深时,建筑物水平移动最大,易受剪切破坏,倾向垂直盾构开挖方向,周边地表沉降差最大;建筑物离隧道中心横向距离超过两倍隧道埋深时,盾构开挖对建筑物基础沉降的影响较小,建筑物沉降与其周边地表沉降较均匀。 相似文献
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目前跨活动断层的线状工程的抗断设防仍采用确定性评价方法 ,考虑的是最大位错量 ,与抗御灾害的风险设计的实际要求不相符。文中将断层上最大位错点的位置分布及最大位错点两侧的位错展布 ,与可产生地表突发位移的强震复发模型联合 ,建立了评估活动断层各部位的地表潜在突发位移的概率性评价方法。最后 ,以怀涿盆地北缘正断裂中的沈庄 -长疃段为例 ,对其未来 10 0a潜在突发位移的危险性做出定量评估 ,给出了断层段上各点不同超越概率水平下的潜在位移。这一研究结果 ,可为跨断裂的线型工程进行抗御地表潜在突发位移的风险设计提供参考 相似文献
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采用增量动力分析方法,探究水平向地震下地层空洞对盾构隧道地震响应特征的影响规律。针对管片损伤及周边地层应力,选择弯矩比作为性能评价指标,峰值加速度(PGA)及峰值速度(PGV)作为衡量地震强度指标(IM),阐明椭圆形空洞对管片抗震性能的影响,得到隧道结构的地震易损性曲线。研究表明：椭圆空洞加大了浅埋盾构隧道的地震破坏概率;PGA与PGV均可作为IM并获得相应的隧道易损性曲线;使用弯矩比作为破坏指标,PGV作为地震动指标,其对应的易损性曲线对地层变异性更敏感。研究结论可为潜在空洞发育区防震方案的制定提供参考。 相似文献
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《国际地震动态》2017,(5)
强震在合适的条件下可产生地表破裂,地表破裂通常会造成严重的灾害,工程建设中必须回答建设场地是否存在地震地表破裂的潜在危险这一问题,因此,地震地表破裂的评估是当前岩土工程抗震领域的热点问题之一。开展这一领域的研究工作对城市防灾规划、工程建设以及探索地震的发生机理等都具有重要的理论意义和工程应用价值。在地震地表破裂问题的研究中,工程上感兴趣的问题有3个方面。第一,发震断层发生强震时,地表产生破裂的可能性有多大;第二,如果产生地表破裂,破裂的长度和宽度多大,覆盖的范围有多大;第三,在覆盖范围内可能产生哪些震害。回答上述3个问题十分困难,这是因为地表破裂的发生受断层的活动性、强震的震级、震源深度和场地覆盖层厚度等多种因素的控制,并且与地震的发生一样,地表破裂的产生同样具有不确定性。100多年来,学术界在这一领域开展了一系列的研究工作,取得了丰富的研究成果。本文在总结已有研究成果的基础上,围绕地震地表破裂数据库建设、地震地表破裂的概率计算方法、破裂规模的估计和地震地表破裂评估方法的工程应用等方面开展了系统的研究工作,取得如下主要成果:(1)地震地表破裂的研究综述。本文系统地总结、归纳了地震地表破裂这一科学和技术问题的研究历程,评述了当前地震地表破裂研究领域的前沿成果,指出了存在的问题和今后在这一领域需要继续开展的研究工作。本文的这一部分工作对有兴趣开展这一方面研究工作的科技人员有一定的参考意义。(2)建立了有工程特色的地震地表破裂数据库。广泛收集了历史地震和现代地震资料,对历史地震资料进行了认真的辨析和核实,给出了可靠度的标识,制定了数据录入标准,建立了目前国内最为丰富的地表破裂的数据资料库。这一工作为开展地震地表破裂研究工作提供了宝贵的基础资料。(3)本文将Logistic回归分析方法引入到地震地表破裂评价中。逻辑回归分析是研究多变量参与、预测某一事件发生概率的数学分析模型,由于对自变量约束弱化而广泛地应用于工程、经济和医学等领域。本文介绍了逻辑回归方法的原理和用于地震地表破裂概率预测的适宜性,确定了评价因子及分级,应用SPSS软件及matlab程序进行了数据计算和显著性检验,并用实例证明了这一方法应用于地震地表破裂概率评估是合适的。这一工作实现了地表破裂评估结果的概率表达。(4)统计给出了地表破裂的几何参数与震级的关系。在现有资料的基础上,用最小二乘法拟合了地表破裂长度、宽度、水平位错和垂直位错与震级的关系,分别给出了中国大陆、中国西部、中国东部、中国西部走滑断层、中国西部正断层和中国西部逆断层对应的统计关系式,给出了相关系数和剩余方差。同时,统计了震级分别为6.0~6.4、6.5~6.9、7.0~7.4、7.5~7.9和8.0~8.5时,不同破裂长度、宽度、水平位错和垂直位错量的发生频度。上述工作建立了适用于中国大陆地区的震级与地表破裂参数关系式。(5)提出了地震地表破裂的工程评估方法。本文在综合考虑断层的活动性、发震断层的上限震级以及覆盖层厚度的基础上,应用本文提出的地震地表破裂可能性的概率评估方法和几何评估方法,给出了地震地表破裂的工程评估方法、危险性分级和工程评价的建议。本文的这一工作推进了活断层研究成果与工程应用的密切结合,为工程场地活断层工程应用提供了新的途径。本文建立的地震地表破裂数据库为进一步深入开展这一领域的研究提供了重要的基础资料。本文将Logistic分析方法应用到地震地表破裂的评价中,实现了地震地表破裂的概率表达,丰富了地震地表破裂的研究成果。本文提出的地震地表破裂评估的工作流程和统计给出的地震地表破裂几何参数的表达式,对工程场地地震地表破裂的评价具有一定的工程应用价值。本文作者深知这一工作的工程重要性和解决这一问题的难度。科学需要探索,探索就会有失误,由于水平所限,错误在所难免,希望本文的审阅者和读者在批判地阅读本文时,提出宝贵意见。 相似文献
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地震安全性评价中若干地震地质问题探讨 总被引：16，自引：5，他引：11
本文在对活动断层的工程涵义进行了简要分析后,讨论了断层物质测年的工程应用进展及其断层活动时代鉴定问题,并就如何加强中强地震发震构造判别、应用地震地质资料评估大地震年平均发生率、以及活动断层地表断错位移的概率评价等问题作了初步探讨。 相似文献
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盾构掘进穿越上软下硬地层属于高风险工程,在盾构施工前需根据基岩面特征优化掘进参数的设置,管控施工风险,保障经济效益.灰岩地区易受溶蚀作用影响,部分区域形成溶洞,部分区域发育溶沟溶槽,导致基岩面的深度变化大,对盾构施工造成重大影响,我们亟待寻找一种能快速准确识别岩溶区基岩面的解决方案.微动HVSR法是一种简单有效的被动源地震勘探方法,已被广泛应用于场地类型评价、地震放大效应评估等方面.本文以深圳16号线共建管廊项目为依托,将HVSR法用于快速地层分界面识别,通过对比分析不同的HVSR法界面深度估计经验公式,总结出一套快速准确识别基岩面的方法,经实际钻孔验证,达到了95％的识别准确率.微动HVSR法可以快速准确地识别基岩面,满足城市地下空间精细探测的需求,具有绿色环保、经济、施工便捷等优点,值得推广应用. 相似文献
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《国际地震动态》2019,(11)
正重大岩土工程在建设和运行中存在着若干不确定因素,进而导致重大岩土工程风险的存在。由于风险评估能够为重大岩土工程建设的科学决策提供重要依据,因而受到学术界和工程界的广泛关注,是当前岩土工程领域研究的重点课题。半个世纪以来,岩土工程界在该领域开展了一系列的研究工作,取得了一些有价值的研究成果。应该强调,重大岩土工程风险评估作为科学问题提出并服务于工程建设决策的研究起步较晚,同时重大岩土工程风险评估也是一个涉及多学科的复杂问题,开展这一领域的研究具有很大的挑战。本文主要研究重大岩土工程风险评估基础理论,在工程风险的基本概念、风险评估框架、风险因素分析与风险评估方法、可接受风险标准等方面开展一系列基础理论研究,取得如下主要成果:(1)重大岩土工程风险的基本概念研究。系统梳理和总结了风险定义的演变过程,从哲学层面上总结分析了风险的概念,认为风险定义具有本体地位,把风险定义为,对人类有价值的事物产生不确定性后果的状态。在论述实在论和建构论风险观的基础上,提出风险理论连续统一体的概念。根据本文的风险定义,在分析重大岩土工程不确定性的来源及其分类的基础上,把重大岩土工程风险定义为工程失事对人员生命、经济、环境与社会以及工程自身等造成潜在的损失及其可能性。(2)重大岩土工程风险评估基本框架研究。在讨论和分析重大岩土工程风险研究现状和背景基础上,构建了风险科学与岩土工程相结合的理论框架和学科体系,目的是将风险科学理论和方法与岩土工程相结合,解决重大岩土工程风险评估的内容与框架问题。本文把重大岩土工程风险评估划分为明确背景、风险识别、风险估计与风险评价4个阶段,并给出了工程风险评估的基本流程。根据风险评估基本流程,提出了重大岩土工程风险评估研究内容,具体包括风险评估内涵、风险因素分析框架、风险评价标准和风险评估方法研究等4个方面内容。论文认为,重大岩土工程风险评估是风险科学在岩土工程中应用的初级阶段,基于风险的重大岩土工程设计理论则是风险科学在岩土工程中应用的高级阶段和发展方向,认为重大岩土工程应由基于性能设计向基于风险设计理念转变。(3)重大岩土工程风险因素分析和风险评估方法研究。建立了重大岩土工程风险因素分析框架,主要包括外部的危险性因素和工程内部的易损性因素以及工程失事影响区域承灾体的脆弱性因素。结合风险评估必须回答的3个问题,本文系统地论述了重大岩土工程风险识别方法、风险概率估计方法和工程失事的损失估计方法、风险估计方法以及减轻风险的评价方法。其中,岩土工程风险概率估计采用可靠度法和易损性估计方法,并给出了多种失效失稳破坏模式下的风险概率估计方法;损失估计方法主要讨论了损失估计的基本模型、生命损失估计、经济损失估计、社会与环境影响估计方法。根据我国的基本国情,探索建立重大岩土工程风险估计货币化方法。(4)重大岩土工程可接受风险标准的初步研究。论文首先阐明可接受风险概念及其标准。在问卷调查的基础上,参考国内外已有的研究成果,提出了我国重大岩土工程生命、经济、社会与环境可接受风险标准的建议值。岩土工程个人生命可接受风险标准的建议值为:个人可容忍风险标准为10–5/年,可接受风险标准为10–6/年,可忽略风险标准为10–8/年;绘制了重大岩土工程社会生命可接受风险的FN曲线(生命损失数量累积概率曲线),并建议了曲线的相关参数;绘制了重大岩土工程经济可接受风险标准的FD曲线(经济损失金额累积概率曲线),并给出曲线的相关参数的建议值;根据生活质量指数(LQI)和生命统计价值(VSL)模型计算了减轻生命风险的公共决策成本标准;提出了社会稳定与环境可接受风险的等级标准。这项工作可为重大岩土工程风险评价提供标准,为减轻工程风险决策提供了重要依据。(5)开展高土石坝地震风险评估示例研究。本文通过搜集、整理和分析国内外学者公开发表的高土石坝震害实例的研究文献,对高土石坝地震危险性、地震破坏形式和地震易损性进行了分析。按照本文提出的重大岩土工程风险评估流程、方法和风险可接受标准,对某高土石坝地震风险进行了评估。论文对该高土石坝地震风险进行了背景分析、风险识别、风险概率估计、工程自身破坏损失估计。估计了地震溃坝情况下,溃坝下游区域的灾害损失。选取坝坡失稳和永久变形两种破坏模式开展高土石坝地震风险概率估计。对于坝坡失稳破坏模式,采取相对可靠度法的安全率估算失效概率;对于坝体永久变形破坏模式,采用坝顶相对沉陷地震易损性分析方法,绘制出了不同地震动加速度的工程地震易损性概率曲线。该高土石坝地震破坏直接经济损失根据易损性指标进行评估。假设该高土石坝出现地震溃坝,对工程下游影响区域的生命损失、经济损失、社会与环境影响进行了粗略的估计。根据本文提出重大岩土工程可接受风险评价标准,给出了某高土石坝地震风险评价的结论。 相似文献
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为研究盾构隧道下穿地下建筑物时的地表沉降特征和地层沉降规律,对沈阳地铁1号线某区间盾构隧道下穿地下结构引起的地层沉降进行了理论分析、数值模拟和工程监测。结果表明：盾构机从不同方向接近地下框架结构端墙的下方时,端墙下方土体出现较大的位移,因此端墙下方土体需加固;盾构机在独立基础下方掘进时,提高同步注浆压力和增加注浆量对减小地表沉降的作用不明显;地下框架结构对土层的约束作用使盾构隧道施工引起的地表最大沉降值减小,沉降槽宽度系数增大,曲线更平缓;忽略地下框架结构刚度的地表沉降数值分析结果与地表位移监测数据接近,可用于指导工程实践。 相似文献
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以某高速铁路线上一座连续梁桥为例,运用模糊综合评判法,结合基于位移的支座损伤分析和截面曲率的桥墩损伤分析,以全概率理论地震损失模型为基础,提出了基于模糊理论的桥梁系统地震经济风险评估方法。结果表明:综合考虑桥梁系统的模糊地震经济风险分析方法能更全面地计算出连续梁桥在地震作用下的经济损失,仅以桥墩构件代表全桥所得地震经济损失误差较大。基于模糊理论的年预期损失风险框架方法通过结构抗震性能的概率特征可对高速铁路连续梁桥的地震直接经济风险进行全面评估,为该类桥梁的抗震设计、维修加固和灾后重建等方案做出合理评价。 相似文献
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本文以甘肃省永登-古浪高速公路为例,通过野外地质调查、物探和钻探工作,对高速公路沿线地形地貌、水文地质、地层岩性介质、构造地质、地震等几个方面进行了详细研究和分类,并在此基础上对公路沿线分段的工程地质与工程地震条件进行了评价,用以说明复杂长线工程场地工程地质与工程地震条件评价的工作内容和方法。研究结果表明永古高速公路沿线工程地质与工程地震条件复杂多变,各区段均有特殊的工程地质问题和工程地震条件,施工设计中应根据各段特点采取相应的措施。 相似文献
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将单圆盾构隧道衬砌结构在地震作用下的动力响应问题,简化为由作用于盾构隧道管片形心的等代地震惯性力与地层抗力组成的受力体系,并据此以计算结构在地震作用下的内力.结果表明,该方法能准确反映单圆盾构隧道在地震作用下的内力最大值,并且简单、实用. 相似文献
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渤海地区地震危险性特征及对工程抗震设防的启示 总被引：2，自引：0，他引：2
本文分析了渤海海域地震构造环境及地震活动特征,总结了近年来对该地区潜在震源区划分的一些新认识,分析了地震危险性区划结果.在此基础上,引入地震危险性特征参数K对研究区进行地震危险性分区,通过不同场点的地震危险性曲线证明了地震环境造成的危险性差异,并以研究区内3个概率水准的地震动峰值加速度的比值统计证明了引入地震危险性分区的必要性.研究表明:(1)不同概率水准的地震动参数之间不存在固定的比例关系,受地震环境影响,地震危险性分区和地震动参数区划图结合使用可以更准确地反应地震危险性特征;(2)对于一般工程,根据地震动参数区划图所给的50年超越概率10%的地震动参数折算所得到的小震的地震作用不具有统一的概率水准,抗震设防目标的实现没有科学保证;海洋平台抗震设计中利用强度水平地震推算得到韧性水平地震作用也不具有统一的概率水准;(3)将地震危险性分区和地震动参数区划结合使用或编制统一抗倒塌水准的区划图是一般工程抗震设防的科学做法,对于海洋平台的抗震设防,宜明确韧性水平地震作用的概率水准. 相似文献
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液化地层下地铁工程抗地震液化措施研究 总被引：2，自引：0，他引：2
地震液化可能诱发极为严重的破坏,已成为工程领域的重要研究课题。目前,在可液化地层下地铁工程抗地震液化设计及施工经验较少,且现行规范针对液化地层所给定的处理原则在工程实际应用中较难操作。本文以天津地铁5号线穿越中等-严重液化粉土层区段为工程背景,同时以地震液化机理、影响因素及抗液化规范的应用为基础,结合数值模拟及现场试验,给出了地铁工程抗地震液化处理措施建议,并对各项措施的适用性进行了分析。研究结果表明:抗液化措施应结合地铁结构型式、结构与液化土层的相互位置关系、液化土层的厚度、液化等级以及周边环境等因素综合确定;在结构承载力及抗浮稳定性验算中应计入土层液化引起的土压力增加、摩阻力降低以及浮力增加等因素的影响;注浆加固对盾构区间抗地震液化有利。 相似文献
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地震作用下,盾构隧道的抗震变形性能限值是个重要指标。采用盾构区间隧道为原型,设计1/20的相似模型,考虑管片接头以及土体-结构相互作用,采用隧道结构加载试验系统,对盾构管片结构在不同的拼装方式和埋深下的变形行为进行了研究,测得了管片环的内力和位移。通过对6组试验结果进行分析对比,得出结论:埋深和拼装方式对盾构隧道结构变形有影响,对通缝结构的影响大于错缝结构;弹塑性分界点直径变形率限值,对通缝结构为0.56‰~1.00‰,对错缝结构为0.42‰~1.09‰;临界失稳点直径变形率限值,对通缝结构为16.87‰~21.44‰,对错缝结构为15.22‰~19.52‰。 相似文献