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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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以典型城市土岩复合地层中的某地铁CRD（交叉中隔壁法）隧道为依托,通过分析洞内、外变形监测数据,总结变形规律,对该隧道风险进行有效控制。研究结果表明：洞内、外变形量的60%以上是由上2层导洞开挖引起的;隧道开挖引起的地表沉降槽特征较为明显,地表最大沉降点位于隧道中心线上方偏左;隧道掌子面开挖的横向影响明显,范围约为60m。洞内变形监测的分析指标以拱顶沉降为主,水平收敛为辅;拱顶下沉曲线分段组成,总体呈台阶状下降。综合变形监测分析和施工经验认为：施工中应着重控制上2层导洞初期支护结构的及时闭合;相邻导洞掌子面间距控制在15~20m;台阶长度控制在5m以内,及时封闭仰拱,闭合成环,可有效地控制洞内、外变形和保证初期支护结构稳定性。 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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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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盾构超近距离上穿既有运营隧道时,由于施工引起的土体扰动较大,控制地层沉降和扰动变形的难度也随之增大.基于宁波轨道交通5号线上穿运营的宁波轨道交通2号线区间隧道建立Flac3D模型,研究了掘进过程中既有隧道的变形规律,并探究了不同推进速度对隧道变形的影响.结果表明,当隧道开挖时,在掌子面还未达到既有隧道范围、位于既有隧道中心附近、超出既有隧道范围的过程中,既有隧道的纵向沉降与水平位移均出现明显的上升与回落现象;隧道超近距离上穿既有隧道将诱发双线隧道上行线和下行线相似的竖向沉降以及不同的水平变形规律,且水平变形数值沿盾构掘进方向有所增大;在保障隧道施工过程稳定性的前提下,考虑工程特点与施工效率,试验段推进12环/d,穿越段推进10环/d为该工程的最佳推进速度. 相似文献
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王家沟断层组断错了中更新世砾石台地及王家沟东岸的Ⅲ级阶地,地貌形迹非常清晰,地表变形现象主要表现为地震断层、断层陡坎和挤压鼓包等。根据不同地貌面上跨断层测量获得的一系列实测数据,得到王家沟Ⅲ级阶地上的地表陡坎高度为0.4～1.6m,最大变形带宽度为50m左右; 中更新世台地上的陡坎高度多为1.5～5.0m,最大变形带宽度为90m左右。利用探槽开挖揭露出的断层位置与地表强变形带测量剖面的叠加对比,初步确定王家沟断层组上、下盘之间变形宽度的比例为2:1左右,并由此讨论了王家沟断层组上、下盘的 "避让带"宽度问题。 相似文献
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目前我国软土地区城市地下空间迅速发展,高层建筑的深基坑、地下轨道交通地铁车站及隧道区间的建设带来了一系列岩土工程问题。针对目前施工中的问题,本文结合宁波软土地区某地铁站深基坑工程,揭示随着地铁深基坑分层降水、分步开挖和分步支撑的施工步序,触发地面沉降的机理。采用有限元软件FLAC建立了考虑施工步序的宁波某地铁车站深基坑计算模型,计算分析不同施工步序下的地表沉降。研究结果表明,不同施工步序对地表沉降的影响作用不同,其中降水的影响作用随着开挖的加深而增强;在深基坑的开挖过程中,基坑外侧20m范围内的土体沉降急剧变化,工程技术人员比较重视,而20~30m范围内的土体沉降差异较大,也易引发工程事故,对此不容忽视;控制基坑外侧土体的水平位移能够有效减小地表沉降,保护周边建筑和市政管线。 相似文献
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基坑开挖会对下卧运营地铁隧道的围岩应力造成重分布,进而可能引发隧道结构产生变形及内力变化,影响地铁隧道的正常运行。故一个合理的施工方案以及充足的保护措施对基坑开挖和隧道保护显得尤为重要。以广州某工程为例,利用有限元软件Midas GTS模拟实际施工工况,动态分析了两明挖隧道基坑先后开挖对其下卧地铁5号线隧道的影响。分析结果表明:两明挖隧道基坑先后开挖所引起的叠加效应会对地铁5号线隧道结构造成影响,但应力变化量均很小,不足以对地铁隧道的结构安全性造成影响。其分析成果可为优化设计和施工提供有益的参考,为类似工程提供借鉴。 相似文献
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以山岭隧道洞口段为研究对象,通过有限元数值模拟验证在不同注浆加固厚度下的加固效果,结果表明:注浆加固措施对拱顶沉降和最大加速度有一定的影响,随着注浆加固厚度的增大,隧道各个部位的拱顶沉降和最大加速度逐渐减小,最大位移降幅发生在拱顶,最小发生在仰拱;隧道左侧最大主应力整体大于右侧,最大值部位为左拱脚处,这与整个隧道洞口左侧处于浅埋偏压有关;注浆加固围岩能够减小隧道的应力,入射10％超越概率地震波时,除个别监测点外其余部位都有不同程度的降低,左隧道拱顶处降低幅度最大,右隧道为右拱腰处.入射2％超越概率地震波时,双侧隧道各部位都有一定程度的降低,左隧道降低幅度平均值约为15.5％,右隧道约为11.3％;虽然注浆加固措施对山岭隧道洞口段有一定的作用,但降低幅度有限,对于强震区应采用联合加固措施,以保证隧道的稳定性. 相似文献
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采用数值模拟方法计算隧道附加纵向变形值,应用三次样条插值对其进行拟合,并通过曲线拟合方程计算基坑影响范围内隧道纵向变形曲率的分布,以判别隧道纵向差异变形的敏感位置,从而评价隧道在不同抽条开挖方式与不同开挖工况下的变形状态,为基坑支护的设计提供依据。研究表明：基坑中心位置隧道的纵向变形最大,隧道纵向变形曲率变化最大的区域为隧道纵向基坑围护结构的位置。说明对于由基坑开挖引起的近接隧道保护问题而言,在严格控制坑底隆起量的同时,更应关注基坑维护刚度对隧道结构变形的影响。通过施工工法、隧道纵向变形及隧道纵向曲率变化三方面的综合评价,得出顺向抽条开挖方式对隧道保护更加有利的认识。 相似文献
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西安孕育严重的地面沉降及地裂缝灾害,严重制约着城市的现代化发展,本文采用GPS精密定位和InSAR遥感差分技术对西安地面沉降和地裂缝进行变形监测与分析,获取了西安地面沉降与地裂缝整体变形现状的珍贵信息,通过对这些变形信息的研究分析,揭示了西安现今地面沉降与地裂缝时空演化特征和机理：随着停止或限采地下水,西安地面沉降量级由20世纪90年代中期的最大年沉降速率20～30 cm/a减少到不足10 cm/a,且超过60%的沉降区域的年沉降速率已由90年代中期的5~8 cm/a减少到不足2 cm/a;原有的沉降中心大部分已不存在或大大减小;地裂缝在时空活动与分布上与地面沉降存在明显的关联性;地面沉降和地裂缝随着西安高新区的建设向南、西南、东南逐步扩展. 相似文献
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青藏高原北部大型走滑断裂带近地表地质变形带特征分析 总被引：19，自引：9，他引：19
阿尔金断裂带、东昆仑断裂带和海原断裂带是青藏高原北部的大型左旋走滑断裂带,具有相对高的地质和GPS滑动速率,地表破裂型地震频发。在阿尔金断裂带阿克塞老城西和半果巴、东昆仑断裂带西大滩和玛沁、海原断裂带松山等地点的探槽地质剖面揭露了这些走滑断裂带累积地质变形带的基本特征。阿尔金断裂带半果巴探槽和阿克塞老城西探槽、东昆仑断裂带西大滩探槽和玛沁探槽揭露出的地质变形带宽度约12m左右;海原断裂带松山拉分盆地边界单条走滑断层地质变形带宽度不足10m,考虑到地震期间拉分盆地可能会出现较严重的变形,则拉分盆地本身也应作为强变形带处理。由此可见,经历过多个地震地表破裂循环的东昆仑断裂带、海原断裂带和阿尔金断裂带其地质变形带的宽度是有限的,具有变形局部化特征。单条走滑断层的地质变形带宽度一般为10余米,比较保守地估计应<30m,走滑断层斜列阶区的地质变形带宽度取决于阶区本身的宽度 相似文献
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基于不同类型活断层产生的地震地表破裂带宽度和跨断层探槽地质剖面的地层强变形带宽度等观测事实 ,结合地面建筑设施毁坏带与活断层密切的空间位置关系 ,采用统计分析方法 ,确定了活断层“避让带”宽度为 30m。各活断层更为准确的避让带宽度可通过分析跨断层探槽地质剖面上地层的变形特征加以验证或修订 ;活断层斜列阶区、平行次级断层围限区、走向弯曲区等特殊地域的避让带宽度为这些地域宽度与两外侧各 15m之和。建议有关部门进行活断层“避让带”立法与执法管理 ,并加强活断层鉴定及其地表活动线几何结构形态的准确定位工作 ,积极而有效地减轻地震灾害 相似文献
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以假定洞桩法施工的地铁站为工程背景,分别采用分跨开挖和全断面开挖模式进行施工。应用有限元软件建立数值模型,对地铁站在分跨开挖和全断面开挖模式下的洞桩法施工过程进行模拟,经计算得出在两种开挖模式下施工地铁站引起的地表沉降、侧桩水平位移、底板隆起的对比图。通过分析位移对比图,得出全断面开挖在位移控制方面较优的结论,从而深化了施工开挖模式对地铁站洞桩法影响效应的认识,且可为类似工程提供参考。 相似文献
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深厚软土地区基坑常用基坑被动区加固的方法来控制支护体系变形.以珠海深厚软土地区某基坑工程为例,采用FLAC3D软件,建立了基坑工程分析模型,计算分析了被动区土体加固深度及加固宽度对基坑支护体系变形和桩后土体沉降的影响.计算结果表明,随着被动区加固深度和加固宽度的增加,桩身位移量和桩后土体沉降量均逐渐减小;桩身位移量和土体沉降量的减幅随着加固深度和加固宽度的增加而逐渐减小,故加固区存在最优加固深度和加固宽度,分别为10 m和12 m左右;桩后土体沉降影响区域范围为2 H,坑外地表最大沉降点在距围护桩0.5 H处. 相似文献
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某砂岩隧道在开挖过程中变形的数值模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以某砂岩隧道为背景,首先应用弹塑性理论对隧道开挖后围岩的变形屈服和拱顶及边墙的应力状态进行了分析,继而采用有限差分软件FLAC3D模拟了隧道开挖过程中围岩的位移及塑性变形情况。计算结果表明：该研究段隧道发生塑性屈服的临界深度为78．2m;当隧道开挖31m后,由于开挖卸荷作用使得原先储存在围岩内的大部分应力得以释放,此后困岩变形基本趋于稳定;该隧道在开挖过程中,边墙变形量最大,达到1．94mm,由于隧道在开挖过程中围岩的自稳作用,当开挖到一定时间后,围岩变形将趋于稳定;该隧道在开挖过程中,拱顶和底部以拉张破坏为主,边墙则产生剪切破坏。 相似文献
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地裂缝环境下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
以穿越地裂缝带的西安地铁2号线为研究背景,通过数值模拟对地裂缝作用下马蹄形地铁隧道与土体相互作用的机理进行了研究。研究结果表明：随着上、下盘位错量的增加,地裂缝处受影响的土体范围逐渐增大,土体的竖向位移也逐渐变大;上盘下降过程中,下盘隧道顶部沉降变形最大,上盘隧道顶部沉降变形最小;隧道的变形区域出现在预设地裂缝两侧,并且随着竖向位错的增大而增大,当错距d=100mm时,地裂缝处的隧道结构发生破坏。隧道的最大主应力位于结构出现裂缝和受剪切破坏的区域,随着位错量的增加,隧道的最大主应力变化剧烈。地裂缝处,隧道结构上部靠下盘区域受拉,靠上盘区域受压,隧道结构下部靠下盘区域受压,靠上盘区域受拉。在实际工程中,地铁隧道穿越地裂缝时,宜采用分段式隧道结构。 相似文献