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相似文献
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1.
隧道水平冻结施工引起地表冻胀的历时预测模型   总被引:1,自引:0,他引:1  
蔡海兵  彭立敏  郑腾龙 《岩土力学》2012,33(6):1761-1768
隧道水平冻结施工过程中,土体冻结引起体积膨胀,进而会在地表产生冻胀现象。实际工程一般采用多根冻结管形成冻结壁。冻结壁交圈前,地表冻胀由多个冻土柱的叠加膨胀变形引起;冻结壁交圈后,地表冻胀则由整个冻结壁的膨胀变形引起。鉴于此,考虑冻结壁的形成过程,基于随机介质理论,建立了隧道水平冻结施工引起地表冻胀位移的历时预测模型。同时对冻结外锋面半径和冻胀区域外半径这2个关键参数的取值方法进行了相关探讨。最后针对两个工程案例,采用该计算模型对地表冻胀位移进行分析,得到地表冻胀位移随时间的变化规律,并与现场实测结果相比较,验证了模型的可靠性。该模型应用于隧道水平冻结施工前、冻结期内任意时刻的地表冻胀位移预测,可为工程冻结实施方案的合理确定提供有效依据。  相似文献   

2.
人工冻结帷幕具有显著的蠕变效应。以上海地铁隧道穿越某正运营车站底板施工段为例,将冻土帷幕当作蠕变材料,隧道内土体及上部结构当作弹性介质,与冻结帷幕外围及结构其它部分相作用的土体当作土弹簧处理,运用大型通用MARC有限元程序,对隧道冻结帷幕开挖与支护的时间效应进行了详细地分析,并与实测数据进行比较,说明该种分析方法是可行的。缩短冻结帷幕暴露时间和采用分台阶开挖方式有利于提高车站底板、冻结帷幕和支护结构的稳定性。  相似文献   

3.
广州某地铁人工冻结法施工热力分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
以广州某地铁采用人工冻结法施工为例,考虑相变和衬砌水泥水化热的生成,根据带相变瞬态温度场的热量控制微分方程,采用伽辽金法推导出的有限元计算公式计算分析了此地铁人工冻结施工过程中的温度场分布规律.并根据温度场的分布特点,确定了开挖时的人工冻结壁厚度.最后,对冻结壁和其周围土体分别应用不同的力学本构模型进行施工过程的力学模拟.结果表明,采用人工冻结法作为一种辅助的施工方法,不但能满足施工过程中结构的强度要求,而且能满足环境沉降量的要求.  相似文献   

4.
结合南京地铁试验段联络通道及排水泵房冻结法施工,分析总结了冻结法在冻结管施工、冻结、开挖构筑等阶段的施工技术难点及对策,同时,对施工监测进行分析,探讨了冻结过程中温度、地面变形、冻胀压力等的变化规律,可以为今后南京地铁旁通道冻结法施工及监测提供一定的参考。  相似文献   

5.
广州地铁超长水平冻结多参量监测分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
姜耀东  赵毅鑫  周罡  孙磊  秦玮 《岩土力学》2010,31(1):158-164
广州地铁3号线天河客运站折返线工程是目前国内最长、开挖断面最大的水平冻结隧道工程。文中根据不同施工阶段中对盐水温度、土层温度、地表变形、冻土压力、隧道衬砌变形等多个参量的现场监测数据,从时间和空间上分析了冻结帷幕演化过程、冻结帷幕发展速度等;探讨了土层温度变化规律以及冻土压力与土体温度间的相互关系,得出了在积极冻结期,沿测温孔深度方向土体温度的变化梯度随冻结时间增加不断减小,土体温度变化速率随时间增加而降低的特征;对比研究了冻结阶段、隧道开挖阶段和融沉阶段地表变形特征,并提出了缩短积极冻结期的建议和方法。  相似文献   

6.
为了更深入的研究穿越江河的隧道工程软土地基处理,结合上海地区近些年来大量穿越黄浦江和长江的隧道旁通道设计和施工的工程实践,介绍了埋深、开挖断面大、含水丰富的粘土地层水平冻结加固设计技术.通过有限元分析和工程实践,越江隧道旁通道加固采用通道两边对打水平双排冻结孔冻结,冻结壁厚度和强度能够满足设计要求.对沿江沿海地区隧道工程的设计和施工具有一定的指导作用.  相似文献   

7.
高娟  冯梅梅  高乾 《冰川冻土》2013,35(4):904-912
随着城市地铁规模的不断发展, 冻结法在地铁联络通道施工中得到了广泛应用.为了得到合适的地层冻结工艺参数和指标, 了解开挖隧道对地层稳定性的影响, 保证工程的安全性, 基于考虑相变及冻胀的热-流-固(THM)耦合理论, 采用COMSOL有限元分析软件模拟某地铁联络通道水平人工冻结及开挖施工过程.分析了冻结过程中地层温度场、渗流场及位移场的变化规律, 研究了开挖后地层位移场的分布规律.结果表明: 由于水渗流作用, 温度场和位移场的分布不再关于y轴对称;在人工冻结过程中, 地表处冻胀位移的最大值出现在y轴以右, 冻胀量变化表现为先线性增长, 而后趋于稳定.总体上, 实施人工冻结可以很好地增加周围土体的强度及稳定性, 对止水和抑制地层变形具有良好的效果.  相似文献   

8.
基坑开挖卸载对地铁区间隧道影响的数值模拟   总被引:26,自引:0,他引:26  
王卫东  吴江斌  翁其平 《岩土力学》2004,25(Z2):251-255
上海新金桥广场基坑工程位于地铁区间隧道的正上方,坑底距隧道顶的最小距离仅为4 m.基坑开挖对该地铁区间隧道影响的分析与计算成为该工程的关键.为此建立了该基坑工程的数值分析模型,模型充分考虑了设计中隧道周围土体加固、充分利用时空效应开挖土方等重要措施,并采用了能反应应力路径的上海软土卸荷模量.数值模型对实际施工工况进行模拟,动态地分析了施工过程中开挖卸荷对地铁隧道的影响.为优化设计和施工提供了有益的参考.  相似文献   

9.
以临近武汉长江隧道的华电集团华中总部研发基地基坑项目为研究对象,采用岩土、隧道结构专用有限元分析软件 MIDAS/GTS NX对该基坑施工过程中的9个施工工况进行模拟,得到基坑开挖完成后的地层、连续墙、隧道变形情况以及基坑开挖前后的隧道应力情况,并进行分析,得出模型的建立是合理可行的,且基坑开挖、支护变形带动坑外土体位移,引起临近基坑侧隧道产生水平位移最大值为4.17 mm;隧道的应力值与基坑开挖前的变化不大,在安全范围内。  相似文献   

10.
软土地区人工冻土无侧限瞬时抗压强度的试验研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
冻结法施工在上海隧道建设中(如隧道旁通道、地下泵房等的设计与施工)得到广泛应用,也曾引发过严重的地质灾害(如上海地铁4号线外滩段的地质灾害)。因此安全、经济、合理地将冻结法用于上海软土地区隧道建设中已经成为上海工程建设中的一个重要的研究课题。本文以上海复兴东路越江隧道旁通道冻结法施工中遇到的第⑥层粉质粘土及第⑦层粉细砂为研究对象,针对设计冻结壁重要强度参数无侧限瞬时抗压强度,进行了室内试验研究,揭示了两种土的冻结强度随温度的变化关系,同时研究了粉细砂的冻结强度随含水率的变化规律。  相似文献   

11.
该文介绍了一个紧邻在建主桩基的地下室基坑围护设计的实例。通过对工期、施工空间、安全性以及造价的综合分析,确定了以土钉墙为主的围护方式。通过有限元计算对开挖所造成的主楼桩基与地基土的相互作用机理的分析, 表明桩对土的约束作用限制在一定的范围内。根据分析结果,在设计中采用比较大的安全系数以及开挖前的超前支护结构以控制开挖过程中主楼基础地板下地基土的侧向位移,最大限度地减少由于地下室开挖卸载而造成的主动土压力对已有主楼桩基的影响,保证在地下室开挖过程中主楼的施工安全,同时也保证了地下室已有桩基的安全。实践证明,这种方法是有效的,对同类工程的围护设计具有一定的借鉴价值。  相似文献   

12.
地铁联络通道冻结施工的三维数值模拟   总被引:10,自引:0,他引:10  
李大勇  陈福全  张庆贺 《岩土力学》2004,25(Z2):472-474
冻结法在地铁联络通道施工中得到了广泛的应用,冻土墙的设计温度和厚度是工程安全的重要前提,为了直观了解冻土墙的力学特性,掌握联络通道内土体开挖对冻土墙的影响,保证工程的安全,对施工过程进行了三维数值模拟,得出了有价值的结论,并把计算结果与实测进行了比较,可供工程实践参考.  相似文献   

13.
暗渠下穿高速公路施工过程的数值模拟及工程应用   总被引:4,自引:1,他引:3  
古运河暗渠下穿石太高速公路,是南水北调中线工程总干渠上的一座大型河渠交叉建筑物。该暗渠为三孔联拱涵结构,其施工条件极其复杂,暗渠段土质多为细砂和中细砂,开挖分部多,且高速公路上通行车辆荷载较大,是全国此类施工难度最大和开挖宽度(25.6 m)最大的项目。为配合施工,采用FLAC3D三维快速拉格朗日差分方法分析软件,按实际的开挖顺序和施工工艺,对下穿高速公路段开挖过程进行了数值模拟。由此得出下穿段暗渠施工引起的地层变形、应力和塑性区分布,数值计算结果表明,下穿段暗渠施工方案是合理可行的,计算结果为地层加固范围提供了依据,对下穿段暗渠施工有指导作用。施工实践也证明了依据数值计算结果所采取的施工辅助措施对确保地表线路安全和隧道施工安全效果明显。  相似文献   

14.
The construction of basements in urban areas is often associated with the possible damage to existing structures and services. The varying construction processes inevitably lead to different stress unloading patterns and therefore the dissipation of these excess pore-water pressures may lead to non-standard deformation profiles. The three main types of basement construction processes are layered excavation (LE), basin excavation (BE) and island excavation (IE). The effect of the various unloading patterns has been investigated by a three dimensional (3D) effective stress analysis method using the developed computer program 3DBCPE4.0. An excavation of length 50 m, width 50 m and depth 9 m in a certain homogenous and isotropic saturated soft soil was modelled. This included a diaphragm wall of 800-mm thickness embedded 18 m deep into the soft soil. The different excavation deformation profiles under different excavation patterns were related to the different unloading process, the exposure time of excavation face and the dissipation of negative excess pore-water pressures. The most favourable process for controlling the horizontal deformation of a retaining wall or the heave deformation of the formation level is suggested. The ground water potentials within the formation level are also presented.  相似文献   

15.
Finite-element modeling of a complex deep excavation in Shanghai   总被引:2,自引:0,他引:2  
The excavation of the north square underground shopping center of Shanghai South Railway Station is a complex deep excavation using the top-down construction method. The excavation has a considerable size and is close to the operating Metro Lines. In order to predict the performance of the excavation more accurately, 3D finite-element analyses are conducted to simulate the construction of this complex excavation. The effects of the anisotropic soil stiffness, the adjacent excavation, and zone excavation on the wall deformation are investigated. It is shown that the numerical simulation with anisotropic soil stiffness yields a more reasonable prediction of the wall deflection than the case with isotropic soil stiffness. The deformation of the shared diaphragm wall between two excavations is influenced by the construction sequence of the two excavations. The zoned excavation can greatly reduce the diaphragm wall deformation. However, only the zoned excavation at the first excavation stage affects the deformation of the walls significantly. When the depth of the excavation increases, the zoned excavation has minor effect on the deformation of diaphragm walls.  相似文献   

16.
The ground freezing construction technique is one of the most effective and widely applied site construction methods in soft soil areas, like Shanghai. Some elevation-inclined refrigeration pipes are arranged for the artificial freezing excavation of the Pudong-side first-storey connection aisle, which is designed to connect two adjacent tunnel lanes of Shanghai East-Fuxing-Road tunnel project. No advanced research results could be found for computing the temperature field of tunnels and aisles frozen with inclined refrigeration pipes. Anyhow the computation of the relevant temperature field is of high importance for the safe and economical excavation of the above-mentioned aisle. In this paper, a method for computing the aisle temperature field using 3D FEM is given, and the computation accuracy is verified by contrasting the computed and site measured results. The back propagation neural networks are also applied to the temperature prediction using self-developed Neural Network-Expert System software, the predicted results are also very satisfactory. The mechanism during freezing and aisle excavation will be discussed on the basis of 3D FEM simulation. The authors believe that studying the parameter-sensitivity of temperature field is very important for the optimum selection of parameter values. So, in this paper, the parameter-sensitivity of temperature field is also discussed. In order to obtain the optimum frozen wall thickness, the relation between the frozen wall thickness and the initial freezing brine temperature is studied. At the end, an excavation pre-control plan is proposed by means of fuzzy logic theory for improving the excavation safety. The research result of the current paper is very helpful for projects that will be excavated by freezing construction technique.  相似文献   

17.
重庆某不稳定斜坡变形监测及稳定性分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
位于重庆市区的某不稳定斜坡, 其变形区范围内拟进行大规模基坑开挖, 为保证安全施工, 必须准确评价斜坡的稳定性.在现场调查、归纳地质环境条件的基础上, 对不稳定斜坡进行变形监测, 研究斜坡变形特征; 采用FLAC-3D有限差分软件进行数值模拟分析, 将结果与实际变形监测曲线进行对比、拟合, 得到监测点的位移情况, 从而准确了解不稳定斜坡的变形情况; 最后基于极限平衡法和FLAC-3D强度折减法对不稳定斜坡天然状况以及基坑开挖工况下的稳定性进行评价.   相似文献   

18.
城市隧道暗挖施工期间拱顶以及地表的沉降量对施工安全、工程功能及城市道路正常运行具有重要意义。浅埋暗挖法施工中各类马头门的施工因其受力转换特殊往往是施工过程中关注的重点。北京地铁7号线某区间暗挖隧道马头门处于竖井明挖施工的回填土中,其土质情况复杂、暗挖不确定性因素多。为保证隧道施工和周围构筑物的安全,须对处于回填土范围内竖井马头门的破除与开挖方案进行研究。本文根据地表勘察钻探和超前探测所获取的地层资料和工程设计资料,应用FLAC3D软件对马头门破除时的两个支护方案进行了对比分析。施工实践与理论分析均表明,采用无收缩(WSS)深孔注浆方案的地表沉降量约是超前小导管支护方案沉降量的1/2~1/3。  相似文献   

19.
陈林靖  戴自航  刘志伟 《岩土力学》2011,32(12):3796-3804
为考虑基坑工程的空间效应,土体分别采用K0固结和正常固结试样固结不排水(CU)试验得到的Duncan-Chang非线性弹性模型和Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,运用ABAQUS软件按照三维实体单元、壳单元、梁单元考虑接触相互作用的耦合有限元法,建立了福州市一典型软土基坑工程整体三维有限元分析模型,对基坑施工的各工况下整个体系的响应进行了数值模拟"目标试验",并与实测结果和二维数值模拟结果进行了比较,结果表明,采用K0固结试样CU试验参数的Duncan-Chang模型对该基坑进行的三维非线性数值模拟分析方法是较为可靠的,较之Mohr-Coulomb理想弹塑性模型和二维有限元分析,其结果的优势是明显的,是值得推崇和具有较好应用价值的方法。  相似文献   

20.
The excavation of a shallow tunnel induces deformations of the soil volume in the vicinity and above the tunnel and consequently on the nearby buildings. The range of these deformations depends among other on the geological conditions, the geometry of the tunnel, and the excavation method. In this context, this research focuses on the 3D numerical modeling of a shallow tunnel instrumented during its construction, located on the Toulouse (France) subway line B for which the excavation has been carried out in a conventional manner in an over consolidated molassic geological context. The objective of this analysis is to estimate the tunnel behavior in terms of vertical and horizontal movements of the surrounding soil and the deformations of the existing buildings. The explicit finite differences numerical code FLAC3D is used to model the various implementation phases of the work where the fluid–soil interaction is taken into account through an undrained coupled analysis. The results of this 3D model are compared to those of the in situ measurements in order to validate the geotechnical characteristics of the molasses. The latter are a useful basis for the back-analysis of the different monitoring sections implemented in areas where the tunnel excavation is made by TBM with pressurized front.  相似文献   

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