This study investigates the disturbance of bridge piles caused by the adjacent deep excavation of a metro station in Guangzhou while considering the existence of underlying karst caverns. Ground treatment was adopted to reduce the effects of the deep excavation on the surrounding environment, including metro jet system (MJS) technology and karst treatment. Considering the presence of karst cavern and an inhomogeneous limestone layer, three-dimensional nonlinear finite element analysis (FEA) was implemented to investigate the excavation-induced effects on the surrounding ground and structures. Coupled pore fluid diffusion and stress analysis were adopted for the excavation simulation, and comparative analyses between the field data and FEA results were used to verify the numerical model. A series of parametric studies were conducted by varying the parameters of the MJS piles and karst cavern filling. This study reveals that: (1) increasing the Young’s modulus of the MJS pile leads to a decrease in ground and wall settlement; (2) the optimal buried depth of MJS piles is the depth that reaches the rock stratum; (3) the optimal MJS pile–wall distance is 0.225H (H denotes excavation depth); (4) increasing the piles diameter leads to a linearly decrease in wall and piles settlement; and (5) varying the Young’s modulus and permeability coefficient of the karst cavern filling has little effect on the surrounding environment. MJS treatment can be used as an effective measure for protecting the surrounding environment from disturbance by deep excavations.
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为确保北京地铁5号线崇文门站施工期间其上方既有地铁隧道的运营安全,采用远程自动监测系统对既有地铁结构的动态变化进行了实时监控。该监测系统由传感器子系统、数据采集与传输子系统和数据管理子系统构成,可以最大限度地降低监测与运营的相互影响。传感器子系统包括静力水准仪、梁式倾斜仪、位移计和测缝计,分别监测隧道沉降、道床沉降、两走行轨横向高差和水平间距以及结构变形缝的变化;数据采集与传输子系统将采集到的数据以有线方式传输至信息中心;信息中心的数据管理子系统对接收到的数据进行处理,并通过公共网络将监测信息及时反馈给相关单位。该系统在北京地铁5号线崇文门车站下穿环线地铁隧道施工期间对既有地铁结构的变形实施了有效监控,有关单位根据监测系统反映的异常情况及时调整了施工措施,取得了理想的控制效果,保证了施工期间既有地铁线路的安全运营。 相似文献
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针对软土-基岩条件下地铁车站施工间歇期的结构变形监测与评价中存在的不足，将布拉格光纤光栅传感技术应用于车站施工间歇期的结构变形监测中。以深圳某地铁车站为例，将光纤传感器安装在车站主体结构上，远程自动化获取结构在施工间歇期的变形信息。监测结果表明：软土-基岩地基的主体结构在施工间歇期存在一定程度变形，监测期间车站底板的最大应变为62με，车站地下二层的墙柱结构最大变形为249με，位于软土-基岩分界面附近的墙柱结构同时受到剪切和压缩应力的影响，表明软土-基岩地基的车站设计应分别考虑底板和底层墙柱的抗弯和抗剪。 相似文献
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《岩土力学》2020,(Z1)
软土地区的地铁车站基坑工程,因其地质条件和施工环境复杂,施工过程受到施工自身及诸多外界因素的干扰,其变形真实数据难以获取,无法准确判定基坑后期变形,施工事故风险控制难度大,极大影响着基坑工程自身及其周边环境安全。基于小波变换和Elman网络的数据分析与动态预测原理,构建一种小波智能的基坑变形时序预测模型(简称WEPM),应用于武汉地铁车站基坑工程预测,通过不断地对历史实测数据进行小波分解去噪,提取基坑变形真实数据,利用小波智能模型实现基坑变形的超前滚动式预测。分析结果表明,提出的小波网络预测模型具有泛化能力强、预测精度高的特点,能对不同条件下基坑变形进行时序预测分析,该模型可为未来武汉基坑工程的变形预测、施工安全与施工事故防范提供依据。 相似文献
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针对目前水电边坡工程海量的监测信息和监测数据,为减轻监测信息管理与数据分析的劳动强度,提高劳动生产率,采用Microsoft Visual C++网络编程技术和SQL Server网络数据库开发出具有先进性、可靠性、通用性和可扩充性的岩土工程安全监测信息管理与数据分析远程可视化网络系统。将该系统应用于龙滩水电站大坝左、右岸边坡及导流洞监测资料的分析处理,实现了监测信息和数据的远程实时共享及网络化的管理和分析,使监测分析成果能够及时、准确地反馈给设计人员,对规避设计和施工风险、保证边坡施工和运行安全起到了重要的作用。 相似文献
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随着城市内地铁盾构区间隧道临近城市道路桥桩工程的增多,急需研究盾构隧道临近桥桩施工对桥桩的变形影响问题。采用有限元数值计算方法,结合盾构隧道穿越桥桩实际工程,建立了盾构隧道施工对临近桥桩影响的数值分析模型,模拟盾构隧道施工,对盾构隧道穿越临近桥桩的桩体沉降、桩体侧移、地表沉降进行了数值分析研究,盾构隧道穿越时及穿越后桩体沉降、桩体侧移、地表沉降控制结果较为理想,桩体处于稳定状态。结合现场监测成果,对数值计算结果和监测结果进行对比分析,表明采用的数值分析计算模型、参数取值对盾构隧道施工对临近桥桩影响的模拟是可靠的,可以运用文中的数值计算方法预测后续盾构隧道施工引起临近桥桩沉降、桩体侧移和地表沉降结果。 相似文献
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地表沉降监测是盾构信息化施工的重要组成部分,对优化盾构施工参数,保证施工安全具有十分重要的意义。为了及时共享和反馈监测成果,提高监测信息管理与数据分析的效率,采用Microsoft Visual Studio .Net编程技术和MySQL数据库开发了沉降自动化监测及数据移动发布系统,实现了24 h监测数据的自动化采集、分析和移动端推送,并将该系统应用于南宁轨道交通1号线盾构隧道下穿南宁火车站铁路股道及站房工程,获得盾构推进过程中的地表沉降及火车轨道沉降的变化规律。通过监测数据和分析成果的及时反馈,优化了盾构机施工参数,有效保证了盾构掘进和周边环境的安全。 相似文献
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变形是地下结构施工安全状态的重要评价指标。针对数据驱动变形预测方法中地下施工动态影响因素难以量化这一问题,提出了基于控制区间牵引算法的地下施工变形预测模型。以双向长短时记忆网络（Bi-LSTM）对变形监测时间序列进行预测,以数值模拟在关键施工阶段处的结果为牵引点。根据实测值随阶段更新牵引点,并基于注意力机制双向长短时记忆网络（Bi-LSTM-AM）以牵引点修正数据驱动模型在控制区间的预测结果,实现更准确、更智能的地下施工变形预测。设置牵引相对权重,使模型可自适应判断当前合理牵引程度,准确融合了Bi-LSTM与数值模拟的结果。通过相关历史案例与数据,验证了牵引预测模型的有效性。依托西安市西咸新区丰镐三路地下通道上跨地铁1号线自动化监测实例,采用牵引算法预测了地下结构变形。结果表明：在关键施工阶段处,牵引作用改善了数据驱动预测方法存在的滞后问题,各阶段误差平均降低了24.34%;不断优化的牵引点逐渐趋近真值,降低了数值模拟出现偏差时造成的影响。该方法可为地下施工变形预测问题提供新途径。 相似文献
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针对变截面群桩基础高墩的几何特性,将桥墩与群桩基础简化为空间整体,在考虑桥墩变截面特性及桩土相互作用的基础上,提出群桩基础变截面桥墩分析模型;将分析模型分解成群桩基础的刚体变形与桥墩的弹性变形两个部分,分别基于能量法与有限单元法求解相应的自振频率,并采用Southwell频率合成法,将整体计算模型表示成两个部分的合成,从而导出变截面桥墩的自振频率,通过算例证明该方法的实用性,并分析了桥墩参数对自振频率的影响,获及了一些定性的结论。结果表明,变截面高墩自振频率的计算分析中,桩-土相互作用的影响不容忽视,考虑桩土相互作用和桥墩本身的非线性更符合工程实际。 相似文献
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为明晰地铁竖井施工过程中周边场地的响应,减少地铁施工风险,以长春地铁1号线自由大路车站竖井工程为背景,采用有限元软件对竖井周围场地及邻近建筑物沉降进行数值模拟。探讨了倒挂井壁法竖井施工过程中周围场地地表变形特点和机理,分析了工程中隔离排桩的作用。研究表明:衬砌水平变形与井底隆起变形是竖井开挖引起周围地层变形移动的主要原因;设置的隔离排桩阻断了上部地基的变形传递,降低了竖井开挖施工对周边建筑物地基的累积沉降及差异沉降量的影响。最后,对隔离排桩桩长设置进行了探讨。研究成果对类似相关工程的设计与施工具有借鉴意义。 相似文献
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以嘉兴晶辉广场深基坑工程为背景,研究了旋喷加劲桩在软土深基坑中的支护效果。结合监测数据,利用FLAC 3D有限差分软件,对旋喷加劲桩配合SMW工法桩(劲性水泥土搅拌桩)这种组合结构在基坑各个开挖工况下的受力情况以及深层土体水平位移变化情况进行模拟计算。结果表明:深层土体水平位移曲线呈"鼓肚状",最大水平位移安全合理,位于基坑开挖底面以上1m~2m处;SMW工法桩所受剪力随开挖深度的加深而增大;三排加劲桩所受拉力呈现为越接近基坑开挖底面越大的规律。模拟结果与实际监测结果基本一致,且均在安全范围内。说明旋喷加劲桩在软土基坑中的支护效果较好,此次模型的建立较合理,为今后类似基坑工程的设计计算提供了参考。 相似文献
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桥梁桩基主动托换中顶升荷载的简化计算 总被引：1，自引：0，他引：1
以福州地铁1号线盾构隧道下穿洗马桥的桩基主动托换工程为依托,针对桥梁上部结构-桩身-土体三者共同组成的复杂超静定结构,运用数值模拟方法和现场实测数据,分析了在不同顶升荷载作用下复杂超静定结构的内力与位移响应,重点讨论了托换过程中上、下部结构的相对刚度及其对顶升荷载的影响;根据顶升荷载作用点以下桩身轴力接近0的条件,确定了桥墩盖梁与薄壁桥台梁两种典型工况下的桩基顶升荷载分别为1 800 kN和2 600 kN。现场监测结果表明,顶升过程中上部结构的位移值和桩身轴力变化值,均与计算结果吻合较好。在此基础上,提出基于上、下部结构刚度比的顶升荷载简化计算方法,研究结果可为类似复杂超静定结构的桩基主动托换工程提供参考和借鉴。 相似文献
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土钉-预加固桩复合支护技术已在基坑及边坡工程中取得了大量应用,但在黄土高边坡开挖中的应用相对较少。基于详细的现场监测数据并辅以有限元数值计算,分析了边坡开挖过程中支护体系受力及变形随时间和空间的变化规律。结果表明：预加固桩的水平位移随着时间的推移与开挖深度的增加呈增大趋势,并最终趋于稳定,同时,桩身剪力及弯矩亦随开挖的进行而不断增大;剪力最大值的位置不断下移,说明边坡的潜在滑动面有不断向下扩展的趋势。与深基坑支护桩的土压力分布相比,土钉-预加固桩复合支护体系中桩后土压力随开挖呈不断减小的趋势,但桩前土压力随着开挖深度的增加,有增有减。随着施工开挖深度的增加,土钉所测得的应力有着明显的增大,说明土钉对抑制坡体变形起到了一定作用。在预加固桩的影响下,桩上方坡体的最危险破裂面为圆弧状,其剪出口位于预加固桩桩顶处。开挖深度较浅时,土钉对整体稳定性的贡献较大,而随着开挖深度的变大,预加固桩的加固效果开始占主导地位。 相似文献
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Yang Yubing Li Jiasen Liu Chao Ma Jianjun Zheng Shuang Chen Wei 《Acta Geotechnica》2022,17(2):545-562
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邻近建筑物进行基坑开挖会使桩基产生附加变形和内力,降低其承载能力,如果桩基变形过大会威胁到上部结构的安全。针对该领域目前存在的三维有限元数值模拟法建模复杂且计算耗时的现状,同时为了充分利用基坑围护位移较易通过现场监测技术获取的优势,提出了基于影像源法的基坑开挖引起邻近单桩变形影响的两阶段简化分析方法。同时,引入了Kerr地基模型,并针对Winkler地基模型进行改进,弥补了Winkler地基不能考虑土体连续性的缺陷。在第1阶段基于影像源法,由基坑围护变形计算基坑开挖引起的土体水平自由场位移;第2阶段分别基于Winkler和Kerr地基模型,将土体自由场位移施加于桩基,建立桩基在被动位移扰动下的微分控制方程,得到基坑开挖对邻近桩基影响的简化解析解,包括基坑开挖引起桩基的水平位移、弯矩和剪力等。将计算结果与既有理论结果、监测数据以及三维有限元数值模拟结果进行对比,取得了较好的一致性,其中基于Kerr地基模型的简化解比基于Winkler地基模型的简化解更为精确。该简化方法可为有效分析基坑开挖对邻近桩基的变形影响提供一定理论依据。 相似文献
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为使多层地基土中深基坑支护设计考虑支护结构-土的非线性共同作用,提出由集中力弹簧模型建立支护桩与土相互作用的p-y曲线,进而根据一般弹性地基梁的挠曲微分方程,并考虑桩与锚杆的变形协调,推导出考虑非线性共同作用的预应力锚杆支护桩的挠曲微分方程,应用有限差分法计算预应力锚杆支护桩的位移和内力。实例计算表明,计算结果能更好地满足工程实际的要求。 相似文献
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