地层变形

摘要： 为分析软弱富水地层浅埋暗挖隧道施工变形特征,以长春市地铁1号线某车站换乘通道工程为例,对注浆支护施工进行现场监测,基于流固耦合理论,采用数值模拟方法对软弱富水地层变形进行分析,得出结论:在软弱富水地层变形影响因素中地下水位高低为先决条件,注浆止水效果为辅助因素,两者共同影响围岩应力释放沉降和失水固结沉降发展及最终状态;地下水渗流对下一循环开挖应力释放沉降发展并不会造成显著影响;实际中深孔注浆体的强度与止水效果会存在一致关系,注浆体止水效果达到75%以上,能起到控制地下水渗流引发地层变形的作用。

摘要： 为探究深孔注浆和超前小导管注浆对浅埋暗挖隧道地层变形的影响,以郑州地铁5号线文化路站~花园路站浅埋暗挖隧道实际工程为背景。采用数值模拟手段,通过计算隧道典型断面开挖注浆后地层的竖向变形及拱腰处水平位移数据,与施工现场监测变形数据的比对,验证得出深孔注浆和超前小导管注浆对浅埋暗挖隧道的加固效果,为类似地层的工程提供借鉴经验。

摘要： 针对地表变形对盾构施工和周围建筑物、管线安全的影响,以合肥地铁1号线三期工程隧道盾构施工为研究背景,利用有限元软件Midas-Gts对盾构隧道掘进施工全过程进行数值模拟,并对同步注浆、土仓压力、推进速度、出渣量4个方面进行了管控对策分析。结果表明:盾构周围的土体沉降是渐变的,不同时间沉降量不同,距轴线越近的地方沉降量越大;随着时间推移,沉降量逐渐增加。

摘要： 沿海或沿江隧道可能要穿越富含有害气体的地层,给隧道施工安全带来挑战。依托上海市天然气主干管网崇明岛-长兴岛-浦东新区五号沟LNG站管道工程的过江隧道,建立了非饱和土固液气耦合数值分析模型,模拟隧道周围气藏的气体汇聚和逸散过程,重点分析气体运移过程对土体变形和隧道结构受力性状的影响。研究表明,气体汇聚过程将导致隧道周围土体抬升,气体逸散过程则导致土体沉降,气体迁移导致隧道衬砌结构的内力也随之变化,经分析确认衬砌结构的弯矩和轴力均未超过设计值,衬砌结构安全。

摘要： 文章利用数值模拟方法对深州市地铁在建12号线工程项目科技馆站—海上田园东站区间联络通道兼废水泵房冻结法施工进行安全性研究,分析了冻结施工过程中的冻结温度、地层变形规律及联络通道结构应力-应变规律,模拟结果显示最大主应力位于联络通道与隧道管片接触位置,因此施工中应注意联络通道与隧道管片接触位置的安全性。

摘要： 借鉴日本东京都一急曲线盾构隧道工程顺利实施的应对措施,依托珠海城际轨道交通工程,重点分析采取缩短盾构机长度的措施对曲线并行盾构隧道施工的控制效果.在ABAQUS中建立三维面面接触以模拟管片环间的相互作用,建立纵向螺栓与管片间的特定约束以模拟斜螺栓的安装,实现了可考虑楔形管片环缝接头特性的曲线并行盾构隧道掘进精细化模拟.在验证了本文精细化数值模拟方法可靠性的基础上,对施工控制效果进行了对比分析,结果表明:缩短盾构机长度可有效减小土体竖向位移、曲线隧道内侧和外侧土体水平位移,减小管片结构的弯矩最值,提高安全系数.缩短盾构机长度作为一种有效控制地层变形和确保管片结构受力安全的可靠措施,值得在工程中推广应用.

摘要： 结合杭州市某盾构掘进实际工程的地表竖向位移监测数据,总结了硬岩地区盾构掘进对周边环境的影响规律,并通过建立合适的数值模型分析了相关掘进参数对盾构掘进的影响,同时分析了不同区域浆体缺失对地表竖向位移的影响。研究结果表明:因边界条件不同、岩土不均匀性、注浆参数控制不当,硬岩地区盾构掘进仍能引起较大的地表沉降;某环掘进方向前后方浆体缺失均会对该环处地表沉降造成一定影响;后方浆体缺失时,临近4环以外浆体缺失造成影响较小,不足临近4环造成影响的10%;前方浆体缺失时,临近9环以外浆体缺失造成影响较小,不足临近9环造成影响的10%;某环掘进方向前方浆体缺失对该环处地表沉降的影响更大,约为后方浆体缺失影响的1.16倍。得到的结论可为类似工程提供参考借鉴。

摘要： 以深圳地铁12号线盾构下穿隧道为研究背景,通过数值模拟分析了盾构掘进过程中地层变形。较坚硬地层盾构下穿施工,地表沉降值不超过1 mm。既有隧道削弱了掘进对地表变形的影响,导致地表沉降曲线在既有隧道位置出现回升。

摘要： 暗挖地铁隧道下穿高速公路施工中,地层变形是施工安全性的关键指标。结合地层-路基相互作用关系、地层变形纵向变化规律等,从地层特性、隧道相互作用、施工方法、衬砌和施工速度等5个方面,系统地分析了暗挖地铁隧道下穿高速公路施工中,导致地层变形进而使高速公路路基变形的主要影响因素。在此基础上,结合工程实际,提出了下部隧道先行开挖(方案1)和上下隧道交错开挖(方案2)2种开挖方案,并从土体和支护结构变形、围岩应力结果、支护结构受力结果等多维度进行了比较分析,得出在施工时应按照方案1的顺序进行施工的结论。方案1可提高项目施工的安全性,为同类工程提供了参考和借鉴。

摘要： 隧道高边坡施工是一种复杂的工程,高边坡防护施工中的边坡变形监测对保证工程安全具有十分重要的意义。文章将DIC技术与高边坡地层变形信息监测相结合,通过图像视觉采集系统,利用摄像机视觉定位方式,构建三维立体信息识别系统。结果表明:(1)基于DIC(数字图像相关)技术及亚像素位移算法能够有效减少光照变化的干扰,提高施工扰动下高边坡地层信息变形监测精度。(2)在基于DIC技术的边坡监测中,边坡整体向下运动减缓,散斑场位移量较小,最大累积沉降3.85 mm;数字图像检测过程中边坡左侧最大累积沉降9.85 mm,小于沉降标准22 mm。监测结果与传统人工监测结果相吻合。(3)将DIC技术应用于高边坡施工监测,可以对边坡进行三维全场测量,该方法可为高边坡施工监测提供依据,具有良好的应用前景。

摘要： 随机介质理论法是目前用来预测地层变形应用较为广泛的方法之一.然而对于随机介质理论中结构的收敛模式,目前尚没有形成统一的认识.通过对已有研究的分析归纳,提出更为可行的收敛模式.工程实例分析表明,该收敛模型更加符合工程实际.

摘要： 城市地铁工程发展加快,地铁盾构所引起的地面变形影响不可忽视.双线近距离隧道之间存在相互影响,针对双线隧道研究的不足,通过单、双平板下沉二维模型试验分别模拟单、双线隧道开挖引起的地层损失,利用PIV技术获取地层变形.利用单平板下沉数据得到地层变形数据,拟合得到Peck公式参数,再通过叠加方法得到双线平板试验的变形曲线,将叠加计算曲线与实测沉降变形进行对比,对距离与埋深的影响进行了探讨.揭示了近距离隧道地面变形为单峰正态曲线,可采用等代法进行计算,最终确定了计算参数.

摘要： 偏压富水软岩大断面隧道施工引起的地层变形是多方面影响因素叠加的结果.结合武广高铁尖峰顶隧道下穿地表高压输电线塔的工程实践,首先对隧道施工前后地层变形监测和分析提出控制大变形的工程措施,然后采用综合统计和理论分析,研究地形条件、地层产状、隧道和通道施工、地面荷载、地表坍塌造成的地层变形与建筑物位移的关系,最后以流固耦合数值分析为手段对影响地层变形的关键因素量化分析.结果表明:偏压富水软岩大断面隧道下穿工程,因地表地形引起的地层变形是影响地表建筑物水平位移和倾斜的主要因素;地层变形叠加效应对建筑物倾斜的影响存在明显的方向性,当多重因素引起的地层变形产生互逆方向位移叠加时对控制建筑物倾斜有利;软岩顺层斜坡地面下的大断面偏压隧道施工,地层变形在垂直于隧道轴线两侧呈非对称分布,变形最大区域位于向山坡侧;从影响地层变形长期效应上看,因施工引起的地层变形增量波动大但收敛快,因地表地形引起的地层变形在施工后仍持续发展,成为影响建筑物安全性的长期潜在因素.

摘要： 为了研究大直径泥水平衡盾构施工引起的地层变形,基于Mindlin解,推导了在泥浆重度影响下开挖面不均匀附加压力、不均匀分布下盾壳摩擦力、环向消散下盾尾注浆压力引起的地层变形,叠加地层损失引起的地层变形,获得了大直径泥水平衡盾构施工引起地层变形的计算公式,典型工程实例结果表明:①不考虑泥浆重度、不均匀分布和环向消散等因素会高估地面纵向位移的隆起值而低估沉降值,本文计算方法所得地面纵向位移与实测值吻合较好;②本文方法计算所得的大直径泥水平衡盾构施工引起的地面横向位移与实测变形基本吻合,且符合高斯曲线正态分布.研究成果可为控制和预测大直径盾构隧道施工引起的地层位移提供理论指导.

摘要： 在既有隧道下进行浅埋隧道开挖会引起地层产生位移,继而导致既有隧道变形.由于既有隧道与地层刚度差别巨大,常规的解析法无法计算存在不同刚度的地层位移场.基于镜像法,采用当层法对既有隧道刚度进行等效,建立综合考虑新建隧道-岩土体-既有隧道三者相互作用的计算模型.以北京地铁10号线国贸站-双井站区间下穿既有1号线区间工程为例,采用该计算方法,研究新建隧道下穿施工对地层及既有隧道的影响.研究表明,计算结果与实测变形吻合较好,解析解能很好的解释既有隧道对地层变形的阻隔和扩散作用.研究成果为下穿施工引起的既有隧道及地层沉降计算提供了一种新的解析方法.

摘要： 通过对北京地区常用的PBA工法与一次扣拱法做数值模拟分析,结合北京地铁8号线3期木樨园桥北站实际情况,进行两种工法的比较,分析不同工法对地表的沉降影响,得出采用PBA开挖在施工的各个阶段引起的地表沉降均低于采用一次扣拱法开挖.

摘要： 上软下硬地层地区进行隧道开挖时,常引起较大的地表沉降,危及地表构筑物.依托深圳地铁7号线安托山停车场出入线下穿深圳北环大道工程,采用现场监测研究方法,对该类地层双线隧道下穿既有道路引起的围岩及地层位移进行研究.研究结果表明:道路荷载对隧道围岩沉降有较大影响,当双线隧道间距较小时,全断面注浆对注浆段上方较浅地层位移影响较明显,对临近隧道较深处影响较明显,全断面注浆对地面沉降有较好的控制作用,但要注意控制隆起,该工程中全断面注浆对注浆加固圈以外8m范围影响较大.通过多种监测手段相结合,可以更好的保障施工安全.

摘要： 柱洞法是地铁车站暗挖施工中最常用的工法之一.石家庄地铁1号线长城桥站利用柱洞法施工,采用有限元软件模拟2种不同工况,即先开挖中间导洞后开挖边跨和先挖边跨再挖中跨,并分析和对比2种工况下地层变形的规律、初支结构的内力特征及、柱子水平位移及二次衬砌的应力分布.研究结果表明:车站中心轴位置处的地表沉降最大,塑性区主要出现在边跨附近一定范围,边跨扣拱位置将承受较大的轴力,靠近顶梁及地梁位置处的初支结构将受较大的弯矩作用,先开挖中导后开挖边跨时地层变形更小,塑性局部会较小,结构受力更加有利,且该工况下柱子将产生较小偏移.根据方案比选结果,现场采用先开挖中间导洞后开挖边跨的施工工序,取得了良好的效果.

摘要： 为探明砂卵石地层中地下水对盾构隧道施工后衬砌上的土压力以及地层变形变位的影响,依托成都地铁2号线穿越砂卵石地层盾构隧道工程,采用颗粒流方法从细观角度进行了地下水对盾构隧道荷载分布以及地层变形的模拟分析,研究了盾构隧道动态施工过程及后期稳定后的水、土压力分布.研究表明,地下水存在与否以及其分布规律对砂卵石地层中盾构隧道的荷载分布以及地层变形变位有着明显影响.

摘要： 利用FLAC3D建立三维数值模型,对考虑完全流-固耦合效应的盾构隧道开挖面失稳过程进行模拟和验证,并进一步分析水位高度、渗流时间对开挖面变形、地表沉降和孔隙水压力的影响.研究表明:开挖面变形随支护压力比的减小经历3个阶段的变化,且与土体塑性区的发展密切相关;相比于无水状态,考虑流-固耦合效应的开挖面稳定性显著降低,随水位的升高、渗流时间的增大,开挖面发生失稳破坏的支护压力比明显增大;支护压力比(表征支护压力)的减小将导致开挖面前方一定范围的孔隙水压力减小,靠近开挖面的孔隙水压力受扰动程度加剧,形成“漏斗状”的影响区;开挖面失稳导致土体位移场延伸至地表,引起地表产生明显的沉降变形,在不同的变形阶段开挖面中心点位移与最大地表沉降分别呈抛物线相关和线性相关.

摘要： 一种地层沉降变形协调的防治煤矿立井井筒变形破坏的系统及方法，属于防治煤矿立井井筒变形破坏的系统方法。具体为：①根据深厚松散层厚度与土层参数，计算井筒对周围地层的沉降影响范围；②对沉降影响范围的地层中的失水含水层进行注浆加固，注浆加固范围可稍大于沉降影响范围，达到止水加固的目的；③选择合适的协调变形材料对影响范围的地层边界进行竖直填充，材料能起到隔离地层竖向力，并能传递地层水平力的作用；④填充深度达到基岩面以下1m，填充方法可采用单钻孔或多孔连续作业，钻孔同时进行填充，最终形成筒形包围。本方法从协调地层沉降变形角度出发，隔离竖向变形以防止井壁附加力的产生并能保持水平力的存在保证井筒的稳定。

摘要： 一种地层沉降变形协调的防治煤矿立井井筒变形破坏的系统及方法，属于防治煤矿立井井筒变形破坏的系统方法。具体为：①根据深厚松散层厚度与土层参数，计算井筒对周围地层的沉降影响范围；②对沉降影响范围的地层中的失水含水层进行注浆加固，注浆加固范围可稍大于沉降影响范围，达到止水加固的目的；③选择合适的协调变形材料对影响范围的地层边界进行竖直填充，材料能起到隔离地层竖向力，并能传递地层水平力的作用；④填充深度达到基岩面以下1m，填充方法可采用单钻孔或多孔连续作业，钻孔同时进行填充，最终形成筒形包围。本方法从协调地层沉降变形角度出发，隔离竖向变形以防止井壁附加力的产生并能保持水平力的存在保证井筒的稳定。

摘要： 本发明公开了一种控制隧道大变形的装配式地层应力补偿伺服钢架系统，包括：伺服支撑结构和伺服控制器；伺服支撑结构包括：环形钢拱架，被配置于隧道内，并安装于隧道的内底部；伺服器，被配置于环形钢拱架和初期支护之间，且一端连接于初期支护，另一端安装于环形钢拱架；伺服控制器根据初期支护的变形调整伺服器的支撑力。本发明一种控制隧道大变形的装配式地层应力补偿伺服钢架系统，利用了力学传递机制与相互作用原理实现了地层‑结构协同承载，在补救措施实施前解决了初期支护变形过大的问题，通过装配式型钢拼装形成钢架，安装快速方便，工艺操作简单，施工方便，控制变形效果较好。

摘要： 本发明公开了一种软岩地层留煤柱采空区巷道变形破坏的模型试验系统及方法，涉及巷道变形破坏模拟试验技术领域。本发明根据煤矿工作面的实际参数与模型试验系统的尺寸确定相似比尺，建立与现场工程情况相同的留煤柱采空区巷道变形破坏模型，留煤柱采空区巷道变形破坏模型内等效设置有与现场情况相同的模拟巷道和采空区，模拟巷道上预制有切缝，利用模型试验系统对试验模型进行应力加载，观察应力加载过程中巷道模型的变形破坏情况和收敛规律，获取试验模型的围岩变形规律和围岩应力演化规律，分析切缝对于巷道的保护效果。本发明直观地揭示了软岩动压巷道的变形破坏机理，有利于指导控制软岩动压巷道的变形，提高煤矿的开采效率。

摘要： 本发明公开一种岩土组合地层中加锚双排桩支护结构变形计算方法和装置，包括：确定支护结构滑裂面位置；得到滑裂面以上前后排桩桩身挠曲微分方程；得到滑裂面以下前后排桩桩身挠曲微分方程；确定岩土组合地层中前后排桩不同土抗力分布函数；采用基于桩锚协同作用的分段独立坐标法将前后排桩身分段；根据所述各分段的微分方程计算桩身变形。采用本发明的技术方案，能够更准确地计算岩土组合地层中加锚双排桩支护结构的受力变形，特别是后排桩的受力变形情况。

摘要： 一种地层沉降变形协调的防治煤矿立井井筒变形破坏的系统，属于防治煤矿立井井筒变形破坏的系统。具体为：①根据深厚松散层厚度与土层参数，计算井筒对周围地层的沉降影响范围；②对沉降影响范围的地层中的失水含水层进行注浆加固，注浆加固范围可稍大于沉降影响范围，达到止水加固的目的；③选择合适的协调变形材料对影响范围的地层边界进行竖直填充，材料能起到隔离地层竖向力，并能传递地层水平力的作用；④填充深度达到基岩面以下1m，填充方法可采用单钻孔或多孔连续作业，钻孔同时进行填充，最终形成筒形包围。本方法从协调地层沉降变形角度出发，隔离竖向变形以防止井壁附加力的产生并能保持水平力的存在保证井筒的稳定。

摘要： 本发明公开了地下施工过程中地下水位及地层变形可视化实时监测方法，包括以下步骤：步骤一、导洞开挖；步骤二、管孔开挖；步骤三、钻出监测孔；步骤四、安装监测管；步骤五、开始监测：并将监测探头送入左侧监测管和右侧监测管内进行监测，同时将监测探头送入到地下水位管孔内进行监测，并沿着导洞延伸方向方向进行循环监测，分析地表变形与地下水位变化规律。步骤六、施工结束以及地表变形满足规范要求后，停止监测；本方法实现了一孔多用，且有效的指导了黄土地区PBA车站安全施工与长期健康运营，相比于现有技术中通过人工单点钻孔进行监测方式，具有监测数据黄土地区PBA车站建设与运营全过程、完整、准确、数字化、监测时间长等优点。

摘要： 本发明公开了一种大坡度隧道施工间隙导致地层变形的预测方法，预测方法包括以下步骤：盾构机沿大坡度施工路径掘进开挖隧道，基于三维源汇法理论，得到半无限体内由于单位体积空隙产生的土体竖向变形；建立大坡度隧道的三维空间模型，结合大坡度隧道的施工路径，得到大坡度隧道的掌子面的实际施工间隙；对单位体积空隙在由掌子面沿大坡度隧道的施工路径所形成的体积域内进行积分运算，得到由掌子面的实际施工间隙导致的地层沉降。本发明的优点是：以三维源汇法为基础，充分考虑了大坡度隧道实际施工特点，能准确的进行地层变形预测，并为今后关于地平线非对称的地层损失导致地层变形方面的计算方法提供研究基础。

摘要： 本发明公开了一种隧道下穿桩基础杆塔控制地层变形设备，通过在输电杆塔的周边垂直布置一定数量的扩张仪，通过位移传感器实时获取输电杆塔的基底位移信息，在输电杆塔的出现沉降时，由终端控制中心控制油液储存罐至扩张仪的油液量，直至扩张仪的油液变化量大小等于其所需调节的目标目标值，实现隧道下穿桩基础杆塔地层的变形控制，从而在不增加施工建设费用及运用难度的情况下，对土层结构进行实时动态调整。

摘要： 本发明公开了一种不均匀变形地层用孔口管预防断裂方法，其通过采用在地层不均匀变形地层与套管减弱连接的方式，以克服不均匀地层变形对套管的压缩及拉伸作用，从而保证套管不断裂。此方法不需要对套管进行大幅改造，原理简单、加工制备工艺简单，使用较方便，可有效预防不均匀地层套管的断裂。