桥墩地表沉降数值模拟论文

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桥梁工程设计中的桩基沉降研究

桥梁工程设计中的桩基沉降研究

桥梁工程设计中的桩基沉降研究随着国民经济的持续发展,我国桥梁工程建设也不断进步,桥梁的结构也日新月异,同时,桥梁工程在运行过程之中的负荷量也不断增加,不可避免的出现了一系列质量问题,例如:桩基沉降等现象,因此,准确的分析桥梁工程设计中的桩基沉降对于施工工作发挥着重要的指导作用。

文章主要阐述了两种基本桩基类型的区分,并详细分析了单桩陈江分析计算,最后提出了群桩的沉降分析。

标签:桥梁工程设计;桩基沉降;桩基类型1 正确区分摩擦桩和端承桩等桩基类型1.1 桥梁桩基的分类桥梁桩基根据施工类型可以分为冲孔、挖空、钻孔等桩基;按照承载力的不同,可以分为端承桩、摩擦桩、摩擦承装等;依照桩基的几何直径分为大直径桩基、中等直径、小直径桩基等,通常的施工建设中都采用大直径的桩基,例如:高速架桥、立交桥等等;按照桩基结构的水平受力情况,可以将其分为被动受力桩和主动受力桩,按照竖向的受力,分为抗压桩和抗拔桩。

随着桥梁建设的不断进步,结构更加复杂的桩基也逐步使用,针对不同的桩基结构,要进行不同的桩基沉降研究,保证结果的精确性。

1.2 摩擦桩和端承桩在桥梁工程之中,由于承载力的不同,其桩基在土层之中的不同受力不同,通常分为摩擦桩和端承桩两类(如图1所示)。

摩擦桩是全部设置在软土层中,并且具备一定的深度,在其施工过程当中其桩身四周侧面和土层发生的摩擦力,同时,其桩基础的尖端也有巨大的阻力,这两个力共同承担着桩基的上部结构的承载力。

而端承桩的受力情况则大部分是由桩剪阻力来承载的,同时端承桩是完全穿过软土层,并直接接触到坚实的土层。

通过桥梁工程的实地调查显示,影响桩基沉降的因素较多,同时各个因素之间的相互联系密切,调查显示影响因素主要有:桩基的四面摩擦阻力、桩基的埋设深度、桩基的尖端形状、土层的图纸性质、桩基的长度和半径、桩基嵌入岩层的深度和比例、桩基底部的防沉设计等。

图1 (a)摩擦桩、(b)端承桩2 公路桥梁桩基的检测技术2.1 静载试验法桩基静载实验是一种全新的桩基静载实验方法,检测流程是:首先把特制的加载设备埋到桩内的固定位置,同时把加载设备的高压油管和位移杆牵引到地面上方,然后用高压泵向荷载箱内输油,荷载箱将力传到桩身,其上部桩身的摩擦力与下部桩身的摩擦力及端阻力相平衡,通过Q-S曲线的变化情况,可以判定公路桥梁桩基的承载力、桩基沉降状况、桩基弹性压缩因子和岩土层的变形程度。

隧道开挖中地表沉降特性的数值模拟与分析

隧道开挖中地表沉降特性的数值模拟与分析

隧道开挖中地表沉降特性的数值模拟与分析隧道开挖是一个涉及到土力学、结构力学、地质学等多个学科领域的复杂综合问题。

在隧道开挖工程中,地表沉降是一个非常重要的问题,因为它可能会对周边建筑物、地下管线和地下水系统等造成损害。

因此,准确地预测和控制地表沉降是隧道工程设计和施工过程中的关键问题之一。

地表沉降的数值模拟方法可以用于对隧道开挖工程的地下隧道和土壤变形行为进行分析和预测。

这种方法可以通过对隧道开挖前后地表沉降、管线沉降、地面下沉等影响因素的分析,来优化工程设计和控制地表沉降的程度。

下面我们将介绍地表沉降的数值模拟方法和分析过程:一、隧道开挖前地表沉降模拟隧道开挖前地表沉降模拟是预测隧道开挖前地表沉降的一种方法。

这种方法主要是通过数值模拟和分析来预测隧道开挖工程中可能出现的地表沉降情况。

一般采用有限元法等方法进行模拟分析。

有限元法为工程师提供了一个可靠的方法,可以用于对土层和隧道的可试验实验进行模拟。

这个方法可以测量出隧道开挖前和开挖后时所产生的地表沉降程度。

二、隧道开挖后地表沉降模拟隧道开挖后地表沉降模拟是预测隧道开挖后地表沉降的一种方法。

隧道开挖后地表沉降是真实的地表沉降情况,可以通过现场监测来验证数值模拟的准确性。

这个方法可以通过将隧道结构的限制条件放在有限元模型中,来分析隧道开挖后地表的沉降情况。

它还可以将涉及到隧道开挖后地下区域变形的复杂因素,例如土层刚度变化、孔隙水压变化等纳入计算。

这种方法可以用来估计和评价隧道开挖后地表沉降的程度和对周围环境的影响。

三、隧道开挖过程中的地表沉降模拟隧道开挖过程中的地表沉降模拟是用来预测隧道开挖过程中期间地表沉降的一种方法。

这种方法主要关注地下隧道的开挖过程,并结合地表的沉降情况,来分析和预测隧道开挖后地表沉降的趋势。

这个方法可以用来优化设计和控制隧道开挖过程中的地表沉降程度。

总之,隧道开挖中地表沉降特性的数值模拟与分析是一种非常重要的方法,可以帮助工程师预测和控制隧道工程中的地表沉降问题。

一侧有建筑物时盾构引起地表沉降的数值分析

一侧有建筑物时盾构引起地表沉降的数值分析
施 工参数 对地 表 沉 降的影 响。通 过 三维仿 真数值 模拟 得 出以下 结论 :
地表 存在 建 筑物 时 , 地表 沉 降最 大值 比无建 筑物 时要 小 , 且 最 大沉 降值 背 离建 筑物 方 向 , 偏 离盾
构 中心轴 线 ; 盾 构 支护压 力越接 近 侧 向静止 水 土 压 力地 表 沉 降越 小 , 合 理 的控 制 盾 构施 工 参数
文章 编 号 : 1 6 7 3— 9 4 6 9 ( 2 0 1 3 ) 0 4— 0 0 3 0—0 5
d o i : d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . j s s n . 1 6 7 3— 9 4 6 9 . 2 0 1 3 . 0 4 . 0 0 8

侧 有建筑物 时盾构 引起地表沉 降的数值分 析
g r o u t i n g p r e s s u r e , j a c k t h r u s t p r e s s u r e a n d a i r l o e k e a r t h p r e s s u r e t o e s t a b l i s h a t h r e e d i m e n s i o n a l n o n -
l i n e a r ini f t e e l e me n t mo d e l wa s e s t a b l i s he d b y us i n g t h e in f i t e e l e me n t p r o g r a m Mi d a s /GTS.Th e i n -
t he ma x i mu m s e t t l e me n t v a l ue i s o n t he o p p o s i t e d i r e c t i o n o f t h e s t uc r t u r e,a n d d e v i a t e s f r o m t h e c e n - t r a l a x i s o f t h e s hi e l d;t h e c l o s e r t o t he l a t e r a l e a r t h p r e s s ur e a t r e s t t h e s h i e l d s u pp o t r p r e s s ur e i s ,t h e

桥梁墩_台的沉降观测和沉降值的预测_张永清

桥梁墩_台的沉降观测和沉降值的预测_张永清

同理 对表 1中桥 梁墩、 台的沉 降观 测值 建立
GM ( 1, 1)预测模型 ,详细计算过程同前述。 现将结
果列出如下:

-1
X
( 1) (tk+
1)
=
-
14. 901 9e- + 0. 3792k
20. 901 9

-2
X
( 1) (tk+
1)
=
-
25. 267 7e- + 0. 3496k
> 0. 95
表 5 测量高差闭合差和桥梁墩、台沉降值预测表
高差闭合 年份
差 f h / mm 台 -1
沉降值 /mm 墩 -2 墩 -3 墩 -4
台 -5
2001
2. 9
2002
3. 0
1. 1
1. 9
1. 8
1. 9
1. 4
0. 7
1. 3
1. 1
1. 2
0. 9
2003
3. 1
0. 5
0. 9
表 1 X 桥墩、台沉降值及观测闭合差表
年份
高差闭合差 f h /mm
沉降值 /mm 台 -1 墩 -2 墩 -3 墩 -4 台 -5
1996
2. 8
6
9
12
12
8
1997
2. 6
5
8
10
11
7
对 X ( 0)序列进行一次性累加 ,规律性强化后 ,生 成的新序列为
X ( 1) = { 2. 8, 5. 4, 8. 3, 10. 9, 13. 9} 根据上述分析 ,则 GM ( 1, 1)预测模型微分方程 的系数向量

区域地面沉降论文:区域地面沉降对桥梁桩基的影响研究

区域地面沉降论文:区域地面沉降对桥梁桩基的影响研究

区域地面沉降论文:区域地面沉降对桥梁桩基的影响研究【中文摘要】近年来,高速铁路在我国得到了快速发展,但一些高速铁路所经过的区域,地面沉降现象比较严重,为此,深入研究区域沉降对桥梁桩基工作特性的影响及其与桩基沉降间的相关关系,尤为必要。

本文首先从了解影响区域地面沉降的因素出发,利用人工神经网络技术以及三维地下水数值模拟软件Visual Modflow进行区域沉降预测分析,同时,利用Plaxis软件分析得出在一定范围内,抽水引起的地下水位变化对桥梁桩基工作特性的影响,以及影响桥梁桩基工作特性的因素分析,接着通过数据分析得出地面沉降与桩基沉降的相关关系,最后提出控制桥梁桩基沉降的相应工程技术措施。

通过本文研究,主要取得以下成果:(1)引起区域性地面沉降的主要原因是由于过量抽取地下水引起的;(2)根据现有的实测沉降数据,采用人工神经网络技术对10年内的地面沉降进行了分析预测;(3)运用Visual Modflow软件,基于地面沉降实测值和预测值,对于抽水引起的地下水位变化进行了研究,并使用经验公式计算出了降水引起的地面沉降;(4)利用Plaxis二维有限元分析软件,进行抽水影响下的不同水位降深时,桩基的工作特性分析,发现随着水位降深的不断增大,桩基承载力不断减小;(5)在区域地面沉降的情况下,持力层土的模量及内摩擦角的变化对于桩基周围地面的沉降影响较为显著,而桩长的增加虽对桩基周围地面的沉降影响并不大,却对桩基沉降有一定的控制作用,而桩径的变化对桩基沉降的影响并不大;(6)提出了桩基沉降随地面沉降的变化关系式;(7)提出了一些控制桥梁桩基沉降的相应措施。

【英文摘要】In recent years, high-speed railway in China has been rapid development, however, some high-speed railway passed through the area where land subsidence was severe.so it was particularly necessary to research on the effect of the land subsidence for working pile foundation characteristics and its relationship with the pile settlement.This article first to understand the factors that influenced regional land subsidence, predicted the regional settlement by artificial neural network technology and three-dimensional groundwater simulation software Visual Modflow, at the same time, making use of the plaxis software,obtained the work of the bridge foundation characteristics under the influence of the pumping groundwater level changes, and analysised of the factors which affected the characteristics of the bridge pile foundation, then continuly analysised of the relationship between the land subsidence and the pile settlement by data. Finally,proposed the corresponding control engineering measures of bridge pile foundation.Through this research, mainly achieved the following results:(1) the regional land subsidence was caused mainly due to excessive pumping of underground water; (2) the land subsidence of 10 years was predicted by artificial neuralnetwork technology which was based on existing experimental data; (3) made using of Visual Modflow software, based on the measured and predicted subsidence values, stady the water level changes which was caused by pumping groundwater,and calculatedthe precipitation caused by land subsidence by the empirical formula; (4) made using of PlaxisⅡdimensional finite element analysis software, analysised of the pile of the operating characteristics under the influence of the different pumping drawdown, it was showed that with the drawdown increasing, pile foundation decreasing; (5) In the case of regional land subsidence, the bearing layer of soil modulus and internalfriction angle of the impact of change on the ground subsidence around pile was more obvious, while the pile length increased,the ground settlement around the pile was not affected,however,it was workful to pile settlement, and pile diameter effectedon the pile settlement less; (6) proposed the relationship formula of the pile settlement with the changes of land subsidence; (7) proposed a number of regulatory measures of bridge pile foundation settlement.【关键词】区域地面沉降抽水桥梁桩基控制措施【英文关键词】Regional land subsidence Pump water Bridge pile foundation Regulatory measures【目录】区域地面沉降对桥梁桩基的影响研究摘要6-7Abstract7第1章绪论10-16 1.1 研究背景10 1.2 区域地面沉降研究现状10-13 1.2.1 国外发展动态11-12 1.2.2 国内发展动态12-13 1.3 区域地面沉降对工程结构影响的研究现状13-15 1.4 本文研究内容及技术路线15-16第2章区域地面沉降影响因素及沉降趋势预测16-36 2.1 地面沉降概述16-17 2.2 区域沉降影响因素分析17-21 2.2.1 过量抽取地下水,引起土体固结沉降17-18 2.2.2 土体次固结和蠕变效应18-19 2.2.3 地质构造作用19-20 2.2.4 地热开发20 2.2.5 城市化建设20-21 2.3 基于人工神经网络技术的地面沉降预测分析21-27 2.3.1 人工神经网络数值方法简介21-23 2.3.2 基于现场实测数据的沉降预测分析23-27 2.4 基于MODFLOW软件的地面沉降预测分析27-35 2.4.1 数值分析模型的建立27-33 2.4.2 地面沉降的预测33-35 2.5 本章小结35-36第3章区域地面沉降与桥梁桩基沉降相关关系研究36-60 3.1 地质条件概述36-38 3.2 区域沉降影响下桥梁桩基的工作特性38-55 3.2.1 模型的建立38-39 3.2.2 地下水位变化对桩基工作特性的影响39-44 3.2.3 桥梁桩基工作特性的影响因素分析44-55 3.3 桥梁桩基沉降特性与地面沉降相关关系研究55-58 3.4 本章小结58-60第4章控制桥梁桩基沉降的工程技术措施60-64 4.1 现行的控制桥梁桩基沉降的措施60-61 4.1.1 严格控制地下水的开采60 4.1.2 合理选址,优化桥梁结构布局60-61 4.1.3 工程适应性措施61 4.1.4 加强地面沉降的监测61 4.2 本文优选的控制桥梁桩基沉降的措施61-64 4.2.1 管理措施61 4.2.2 压缩工程沿线地下水开采量61-62 4.2.3 建立工程沿线地面沉降灾害监测网62 4.2.4 工程干预地面沉降措施62 4.2.5 强化施工管理,避免工程建设加剧地面沉降62-63 4.2.6 加强政府宏观管理,增强全民防灾减灾意识63 4.2.7 提高桩体承载力63 4.2.8 研制新型桥梁支座63 4.2.9 在桩侧和桩端采用后注浆措施63 4.2.10 桩基工程施工完毕之后在桩侧加若干道钢套筒63-64结论与建议64-66致谢66-67参考文献67-71附录攻读硕士学位期间参与的科研项目71。

混凝土地基沉降的数值模拟研究

混凝土地基沉降的数值模拟研究

混凝土地基沉降的数值模拟研究一、引言混凝土地基沉降是土木工程中常见的问题之一,它会对工程的稳定性和耐久性造成影响,因此对混凝土地基沉降的数值模拟研究具有重要的理论和实际意义。

本文将对混凝土地基沉降的数值模拟研究进行全面详细的探讨。

二、混凝土地基沉降的原因混凝土地基沉降是由于地下水位变化、土壤压缩、地震等因素导致的。

其中,地下水位变化是影响混凝土地基沉降最主要的因素。

当地下水位下降时,由于土壤的孔隙水压力减小,土壤颗粒之间的接触面积增大,从而导致土壤压缩,进而引起混凝土地基的沉降。

三、混凝土地基沉降的影响混凝土地基沉降会对建筑物的稳定性和耐久性造成影响,严重时会导致建筑物的倾斜、开裂等问题。

此外,混凝土地基沉降还会对地下管道、道路、桥梁等基础设施造成影响。

四、混凝土地基沉降的数值模拟方法混凝土地基沉降的数值模拟方法有有限元方法、有限差分法、边界元法等。

其中,有限元方法是最常用的数值模拟方法之一。

有限元方法基于有限元理论,将复杂的结构分解为有限数量的小元素,通过分别求解各小元素的位移和应力来得到整个结构的位移和应力分布情况。

有限差分法则是将结构离散成网格,通过差分方程求解结构各点的位移和应力情况。

边界元法则是将结构表面离散成网格,通过边界积分方程求解结构各点的位移和应力情况。

五、混凝土地基沉降的数值模拟案例以某高层建筑为例,该建筑的地基采用了钻孔灌注桩。

在地下水位下降的情况下,使用有限元方法对建筑物的地基进行数值模拟。

首先,建立建筑物地基的有限元模型,并设置边界条件和荷载条件。

然后,通过求解各小元素的位移和应力来得到建筑物地基的位移和应力分布情况。

最后,对模拟结果进行分析和评估,得出建筑物地基沉降情况。

六、混凝土地基沉降的控制方法对于混凝土地基沉降,可以采取多种方法加以控制。

其中,加固地基、降低地下水位、改变建筑物结构等方法是常用的控制方法之一。

加固地基可以采用灌浆、加固桩等方法,降低地下水位可以采用排水井、井筒等方法,改变建筑物结构可以采用加固墙、加固梁等方法。

基于分形插值的桥梁桥墩沉降预测

基于分形插值的桥梁桥墩沉降预测
t a c t o r b a s e d o n o f c o n t i n u a t i o n a n d e s t bl a i s h p r e d i c t i o n mo d e l o f f r a c t a l i n t e r p o l a t i o n b a s e d o n, a n d t h i s lg a o it r h m i s印 p l i e d
( C o l l e g e o f Ge o ma t i c s , S h a n d o n g U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y , Qi n g d a o 2 6 6 5 9 0 , C h i n a ) A b s t r a c t : B a s e d o n a s e a c r o s s i n g b i r d g e p i e r s e t t l e m e n t d a t a , t h e i f r s t t o u s e r e s c a l e d r a n g e( R / s )me t h o d i l l u s t r a t e t h e p e s r i s t e n c e
据的预测 中。算例结果表 明, 分形插值理论 具有较 高的预 测精度 , 可满足 实际应用要 求 。
关键 词 : 沉降预测 ; R / S分 析 ; 迭 代 函数 系统 ; 分 形 插值 ; 吸 引子
中图分 类号 : P 2 0 9
文献标识码 : A
文章编 号 : 1 6 7 2— 5 8 6 7 ( 2 0 1 7 ) 0 5— 0 1 9 3— 0 3

道路桥梁工程关于沉降段路施工技术研究论文

道路桥梁工程关于沉降段路施工技术研究论文

道路桥梁工程关于沉降段路施工技术研究论文随着高速公路建立的迅猛开展,对于平安性和舒适性的要求越来越高,但桥梁本身也因为高速公路桥头跳车而严重损坏。

例如普通路面伸缩缝损坏,可以加速车辆损坏等,这是不平安的。

因此,本研究的主要目的是如何在正确的长度下实现桥梁之间道路和桥梁的沉降,防止不均匀沉降,防止碰撞现象的发生,保证行车平安和舒适性。

1.1不合理的路基结构在一般的道路路基工程中,所采用的材料大多都是钢筋混凝土、过渡板和加筋等,因此需要减少公路和桥梁之间的刚度变化差异和沉降不均匀,保持路基路面强度的平滑。

市政道路和桥梁在桥梁与路基沉降方法中的分析结果说明,一条通道板是应用最广泛的结构,还经常出现桥头跳车现象。

1.2桥台背路堤压实不能满足标准要求。

在市政道路桥梁中,几乎所有的桥梁、通道都需要进行桥台背填土处理,是比拟复杂的工艺,其中有很多影响工程质量的因素,如建筑材料、机械设备、施工顺序等。

在实践中,往往充填后的地表压实度不符合要求,也是一个桥梁不均匀沉降路段产生的原因。

同时,道路桥梁在日常通车过程中,由于载重压力大,使路面塑形发生变形。

另外,受到自然因素如天气、气候等的影响,也容易产生沉降,破坏路面的平整度。

1.3不合理的结构设计道路和桥梁桥之间的地基下沉,造成桥头跳车现象发生,其原因分析说明桥头软土是地基沉降的主要原因。

在设计图纸布置以及钻孔的钻探深度等方面不符合要求,对软土的深度不了解,也不了解软土的性质,研究范围以及物理和机械性能,使桥头路堤在软土地基处理中采用了不适当的措施。

另一方面,软土理论计算方法和计算系数与软土实际操作不相符,如果无法满足实际的需求,也能导致软土沉降,经过长期的侵蚀和雨水的流失,路基强度降低,这也是一个沉降的原因。

2.1搭板的设置方法(1)路面的刚度和厚度:在施工操作中面临许多障碍,需要使板的外表平行,使板和车身的上外表一致。

要维护正常的道路同行,需要考虑板外表高度之间的两个过渡与保持连接的高度板问题。

探究公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题

探究公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题

探究公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题摘要:本论文旨在探究公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题。

首先介绍了桩基设计的原则,包括地质条件的考虑、荷载要求和施工方法的选择。

然后概述了不同类型的桥梁桩基,如挤密桩、承压桩、钻孔灌注桩和钢管桩。

接着提出了公路桥梁工程设计中应对桩基沉降的方法,包括制订实施计划、重视地质勘查工作、采用高应变动测试技术和合理布局桩基。

最后,总结了本论文的主要发现和结论,强调了控制桩基沉降对于公路桥梁工程的重要性,并提出了未来研究的方向和建议。

关键词:公路桥梁工程设计;桩基沉降;问题;措施本文将探究公路桥梁工程设计中的桩基沉降问题。

首先介绍了桩基设计的原则,包括充分了解地质条件、考虑荷载要求和选择适当的施工方法。

然后,概述了不同类型的桥梁桩基,包括挤密桩、承压桩、钻孔灌注桩和钢管桩,以便根据实际情况选择合适的桩基类型。

接下来,提出了应对桩基沉降的方法,包括制订实施计划、重视地质勘查工作、采用高应变动测试技术和合理布局桩基。

通过采取这些措施,可以有效控制桩基沉降问题,确保公路桥梁工程的安全性和稳定性。

1桩基设计原则设计公路桥梁桩基时需要考虑的问题很多,其中最重要的是侧向承载力问题。

这是因为公路桥梁的桩基承受的力量通常是侧向力,而不是垂直于地面的力。

因此,在设计时,我们必须确保桥梁结构自身重力和其他应力满足最大承受限力。

除了考虑桥梁结构的自重和应力之外,还需要考虑负摩擦力。

负摩擦力是指地面对桩基施加的反向力,它会影响桩基的稳定性。

为了解决这个问题,我们需要分析多个公式,并根据地质条件和桥梁设计来计算负摩擦力的大小。

在确定桥梁桩基的间距时,我们需要尽量减少相邻桩基对公路施工的影响。

因此,我们需要分析基桩间距,并保持桩径长度在间距之间的7倍左右。

这可以确保框架结构的稳定性和强度。

最后,我们需要注意基桩之间的最小间距。

这个间距应该是桩头直径的3.5倍左右,否则会对桩基稳定性造成严重影响。

因此,在设计公路桥梁桩基时,我们必须仔细考虑这些问题,以确保桥梁的稳定性和安全性。

高速公路路基沉降分析论文

高速公路路基沉降分析论文

高速公路路基沉降分析论文
高速公路是现代化交通体系中的重要组成部分,而路基的沉降会对道路的稳定性、舒适性、安全性等产生影响。

因此,对高速公路路基沉降进行分析是非常必要的。

高速公路路基沉降的原因很多,主要包括地基承载力不足、地下水位变化、软土等。

在进行高速公路建设之前应该对该区域的地理环境进行详细分析,以便在合适的地理位置建立稳定的路基。

建成后,对于路基沉降的分析则需要依靠科学的方法和现代的技术手段。

其中比较重要的是测量,通常采用的测量方法有精密水准和激光测距。

测量出路基沉降的数据后,还需要使用数学模型进行分析和处理,这就需要应用相关知识和技术进行分析。

在现实的高速公路建设和运营中,如果路基沉降超过一定限度,将会给路面的舒适性和安全性带来很大的影响。

因此,进行路基沉降的分析是非常重要的,可以让我们及时掌握路基沉降的趋势和速率,以便采取相应的措施,保证高速公路的正常运行。

这些措施可以包括就地修补、加固增强、重建等等。

在进行高速公路路基沉降分析时,应该依据实际情况选择合理的方法和工具,并结合多方面的因素进行综合考虑。

通过合理的路基沉降分析,我们可以更好的维护高速公路的稳定性和安全性,也可以保障人民的出行和生活质量。

综上所述,高速公路路基沉降分析是非常重要的一项工作,但是需要我们结合实际情况选择适当的方法和工具,深入分析并及时采取措施,以确保高速公路的正常运行和保障大众的安全出行。

公路桥梁双柱式桥墩基础沉降评估分析及加固处理

公路桥梁双柱式桥墩基础沉降评估分析及加固处理

公路桥梁双柱式桥墩基础沉降评估分析及加固处理刘建磊【摘要】一新建公路桥梁的双柱式桥墩基础出现沉降病害,不均匀沉降量达6.23 cm.采用动刚度法对承载能力的评估表明,基桩承载力比设计荷载低23%.低应变桩基完整性检测结果显示,桩身存在2处明显缺陷.承载力不足及桩身缺陷造成了桩基础的不均匀沉降.建立数值仿真模型,计算结果显示,不均匀沉降导致系梁局部拉应力为5.5 MPa,墩顶横向偏位22 cm,与现场系梁严重开裂、墩顶横向偏位23.7 cm的实际情况基本一致.后期通过桥墩基础加固处理,确保了结构的安全.实践证明采用动刚度法结合仿真计算评估桥梁基础的承载力状态具有一定的实用价值.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2018(058)008【总页数】4页(P27-29,41)【关键词】公路桥梁;桥墩桩基础;现场检测;差异沉降;动刚度;仿真计算【作者】刘建磊【作者单位】中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】U443.15+4桥梁的正常功能取决于上部结构和下部结构的工作状态,下部结构的健康状态也会影响上部结构的安全和正常使用。

然而由于自然因素或设计、施工不当,导致桥梁下部结构出现不符合规范和标准要求的各类病害现象,如基础病害、桥墩病害、桥台病害等。

其中,基础的下沉或不均匀沉降会直接导致桥梁墩台的倾斜、扭转或断裂[1]。

文献[2]针对某既有线桥梁在上部荷载长期作用下桥墩产生沉降和倾斜的问题,考虑岩溶分布特征和地基承载特性,根据理论分析和数值计算进行了加固设计。

文献[3-4]针对桥墩下沉或不均匀下沉案例,利用有限元建模分析了桥墩病害出现的原因。

文献[5]在总结国内外偏载作用对桥梁桩基承载影响的基础上,研究了堆载作用下既有桥梁群桩基础承载特性。

文献[6]以陇西及陇东湿陷性黄土区域公路桥梁为工程背景,研究了基础沉降对双柱式桥墩内力的影响。

文献[7]分析了黄土地区桩基础不均匀沉降的原因,并对黄土沟谷地形桥梁桩基的沉降提出了控制措施。

盾构施工中地表沉降的数值仿真及影响分析

盾构施工中地表沉降的数值仿真及影响分析
( 海交通大学机械与动力工程学院 , 上 上海 20 4 ) 0 2 0 摘 要 : 究 隧 道 施 工 地 表 沉 降 量 需有 精 确估 算 。 为 r减少 盾 构 机 隧 道挖 掘所 引起 的 地 表 沉 降 , 用 F P 系 统 , 合 盾 构 法 研 利 EG 结
施 丁的实际过程 , 综合考虑了开挖面泥水压力 、 应力释放 、 注浆力学性 质变化 、 盾构机 身坡度 、 注浆压 力等要素 , 立 了三维 建 非线性有限元模 型 , 上海崇 明越 江隧道特 大泥水盾构施 工进行 了数值仿真 。仿 真计算所得 的地表沉降量结果 与施工现场 对
me tP o a e eao F P )sse n a e noa c u tal ee a t o o e t o o srcinpo es s c n rg m G n rtr( E G r ytm a dtk sit c o n lrlv n mp n ns fc ntu t rc s ,u h c o
第2 卷 第1 8 期
文 章 编 号 :0 6 9 4 (0 1 0 — 3 9 0 10 — 38 2 1 ) 1 0 6 — 5



仿

21年1 0 1 月
盾 构 施 工 中 地 表 沉 降 的 数 值 仿 真 及 影 响 分 析
秦 弦 , 杨培 中 , 刘 涛 , 先龙 金
ABSTRA CT : ece s h r un ete e a e y s e d t nn ln To d r a e te g o d s tlm ntc us d b hil u ei g, a 3D o lne rfnt lm e tmo e i n n i a i ie e e n d l s p e e td t i a e Ch ng ng fv r r s i g s ed t nei g i ha g a . Th i u ain i s d o ni e r s ne o smult o mi e —c o sn hil un ln n S n h i i e sm lto sba e n Fi t El— e

桥梁墩台的沉降监测探讨

桥梁墩台的沉降监测探讨

桥梁墩台的沉降监测探讨测量工程是一项技术性很强的工作,在大桥建设中,所测的数据能够及时清楚桥梁的沉降情况,是保障桥梁工程质量的关键环节。

桥梁施工环境地形复杂、桥梁设计造型复杂,则施工过程中桥梁建筑测量就越加具有难度。

下面就桥梁基础沉降的观测进行阐述。

一、工程概况某桥梁工程宽度单幅13.75m,双幅28m,设计车速80km/h,桥梁下部采用直径1.4m圆柱形墩身。

桩基采用摩擦桩。

二、监测方法在东西侧引桥两侧分别布设一个四边形的高程控制网,通过在桥梁下部结构布设测点,安装棱镜,采用莱卡2023全站仪定期进行观测,得出测点处横向、纵向以及竖向的坐标,将多次测量的结果进行对比分析,得出测点处坐标变化的规律,判断测点坐标变化是否正常,进而推断出桥梁基础变形是否正常。

三、测点布设(一)控制网布设根据现场实际情况,在东西侧引桥两侧分别布设一个四边形的高程控制网,每次测量之前首先对控制网上的点进行复核,如果误差在允许范围之内,再对布设点进行观测,以此来保证测量的精度。

(二)水准点布设先根据测量通视情况选择水准点的布设位置,然后挖一个深度50cm左右的坑,在坑中打入lm多的钢筋,进而在坑里浇筑混凝土,通过振捣使得混凝土和钢筋很好的结合,打入钢筋之前先在钢筋上用锯子锯出一个“十”字,作为后视棱镜的架设点和全站仪架设对准点。

本项口布设两个水准点,用以校核和备用。

(三)测点布设根据实际情况在东西侧引桥两侧两跨布设观测点,两侧布置位置相同,桥台处布置两个测点,每个盖梁顶部布设一个测点,共布设40个测点,在测点部位安装棱镜,安装棱镜前先用砂纸打磨布设处混凝土,然后用AB胶水将棱镜占在打磨好的混凝土面上,棱镜力一向要对准全站仪观测点力一向。

棱镜必须与混凝土面层粘结良好,不得松动。

四、监测内容(一)墩台竖向沉降监测;(二)墩台横桥向位移监测;(三)墩台纵桥向位移监测。

五、监测结果根据现场监测的数据来看,两侧墩台纵向与横向位移基本在。

试论公路桥梁地基的承载力和沉降分析

试论公路桥梁地基的承载力和沉降分析

试论公路桥梁地基的承载力和沉降分析【摘要】由于我国地质条件的复杂性,在大型桥梁的建设过程中尤为关注桥梁地基的承载力计算与沉降分析工作,它对公路桥梁投入使用后的质量、安全性等具有总要意义。

【关键词】公路桥梁;地基;承载力;沉降有关公路桥梁地基承载力与沉降的数据分析,对公路桥梁的稳定性与安全性起决定性作用,本文将对此问题进行分析与阐述。

1、公路桥梁地基的承载力与地基实验理论1.1在路桥工程现场,选择典型的地层在现场进行承压板的载荷实验,以确定其地基的最大承载力。

在山坡的平台上,可以设置锚桩横梁的反力装置,并在挖孔孔底和平洞中借助山体的自重设置撑式反力装置,再通过压力传感器进行测力。

另外,通过位移计测量沉降程度,人工挖孔的桩底地基载荷实验结果,利于客观预计挖孔桩的单桩承载力。

1.2由于公路桥梁结构与地质条件的复杂性,在施工初期会产生很多和原地质勘查不相符的问题。

因此,要重视施工初期对地质勘查工作的补充,并加强专门测试试验,例如在施工现场取样开展室内土工试验与岩石试验、在施工现场进行大量的标准、轻便触探的试验,岩石点的荷载强度试验等,再根据相关规定与地区性经验最终确定各持力层的地基极限承载力。

1.3根据原有的地质勘察资料,例如静、动力初探与室内实验所知的岩土力学参数、钻孔取芯等,根据相关规定和现场的荷载试验,再加上与相邻、相似工程的调查分析,这些都是公路桥梁施工设计之前必须进行的分析环节。

1.4由于工程物探方法具有快速、简单、便于大面积探测、成本低等诸多特点,在公路桥梁地基的承载力与沉降实验中得以充分应用。

对于路桥地基的稳定性,可以通过地雷勘测、电法勘探、波速测试、地质雷打电磁法勘探等综合技术,明确风化层的深度和基岩层起伏状况;勘测隐伏构造和破碎带,测定岩土体物理学参数和潜在的滑坡因素等。

尤其要对路桥边坡岩体的稳定性等进行正确评价,以及由地下水、爆破开挖等引发的岩体性质改变,对地基与桩基承载力正确估计等。

某高速铁路桥墩沉浮成因分析及处理措施探讨

某高速铁路桥墩沉浮成因分析及处理措施探讨

2014年第9期铁道建筑Railway Engineering文章编号:1003-1995(2014)09-0001-04某高速铁路桥墩沉浮成因分析及处理措施探讨韩晓强1,邹振华1,董亮2(1.中国铁路总公司工程管理中心,北京100844;2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081)摘要:某在建高速铁路桥梁沉降观测数据表明,桥梁墩台出现异常下沉和上浮。

本文结合桥址地质资料,采用数值分析法对桩基在不同地下水位变化工况下的沉降特性进行了分析,研究了地下水位变化对桩基沉浮的影响机理,剖析了异常沉浮的成因,并提出了相应的工程处理措施。

关键词:高速铁路桥梁桩基异常沉浮地下水位工程措施中图分类号:U445.7+1文献标识码:A DOI :10.3969/j.issn.1003-1995.2014.09.011工程概况某在建铁路桥长738.107m ,设计速度250km /h ,桥上铺设CRTS Ⅰ型双块式无砟轨道。

孔跨布置为3ˑ32m 简支梁+(32+48+32)m 连续梁+15ˑ32m +1ˑ24m 简支梁;最大墩高8.5m ,桥梁采用矩形实体墩、T 形空心桥台、桩基础,其中5# 11#,16#,17#墩为摩擦桩基础,其余为柱桩。

本桥从2010年3月开始施工桩基,2012年10月架梁结束。

桩基经检测满足要求[1]。

本桥所处地区的岩石地基主要为灰岩,而土层地基主要由黏土、粉质黏土以及砂卵砾石组成。

桥址区属亚热带气候,降水量较丰富。

本区地下水受降水量影响,不同的季节水位变化较大,可达1 2m 甚至数十米,且变化迅速,地质纵断面及桩基布置如图1所示。

图1桥梁纵断面示意收稿日期:2014-04-10;修回日期:2014-06-20作者简介:韩晓强(1974—),男,陕西扶风人,高级工程师。

桥址属低山岩溶谷地地貌。

桥位跨越溶蚀谷地,谷地平缓开阔,地表多为水田。

桥位附近地层岩性分为非可溶岩及可溶岩两类,整体分布规律:0 7#墩台基岩为灰岩,岩体完整性较好,但岩溶发育;8# 22#墩台上部岩层为页岩、硅质岩夹炭质页岩的杂合岩类,风化程度较严重,全、强风化层总厚为20 40m ,下部岩层为灰岩偶夹硅质岩,岩体完整性一般,岩溶发育。

考虑土体流变特性的桩基沉降数值模拟与分析

考虑土体流变特性的桩基沉降数值模拟与分析
关键 词 :群 桩 ;沉 降 ;流 变 ;线 粘 弹 性 ;有 限 元 中图 分 类 号 :T 4 3 U 7
工 程概 述
文 献标 识码 :A
文 章 编号 : 10 — 9 3 ( 0 2 9 0 5 — 3 0 6 7 7 2 1 )0 — 0 2 0


面 上 沿 两 根 中 心线 轴 对 称 。桩 长 6 m ,同承 台通 过 封 底 混 凝 0 土 联 接 ,桩 位 呈 “ 花 型 ” 分 布 ,考 虑 到该 塔 墩 基础 及 上 部 梅 荷 载 ( 考 虑 竖 向荷 载 作 用 )均 是 对 称 的 , 因 此取 整 个 基 础 只 的 1 4进 行 数值 模 拟 计 算 分析 ( 位 布 置 图见 图 1 / 桩 ,有 限 元
黄 色粉 质粘 土 ( ) 、 V褐 黄 ~褐 红 色 粉 质 粘 土 ( )、 Ⅵ Q。 Q。
2 荷 载 及 边 界 条 件 .
( )荷 载 1 本 文 仅 模 拟 计 算 在 竖 向荷 载 作 用下 ,考 虑地 基 土体 流 变
特 性 的桥 群 桩 基 础 的长 期 沉 降 ,竖 向荷 载 取 为 8 0 0 0 N。 0 ,0 k
顶 面 为 自由 面 不施 加任 何 约 束 。
3 材 料 特 性 .
从 工程勘察报告知 ,该场 区地基含有淤 泥质 土层 ,因此
考 虑 在 计 算 分 析 时计 入 流 变 本 构 模 型 , 以考 察变 形 随 时 间 的
变 化规 律 。
1 模 型 简介
( ) 台和 桩 群 均 为 混 凝 土 结 构 , 构 关 系 采 用 线 弹 性 1承 本
网格 图 见 图 2 局部 网格 图 图 3 。承 台、 桩 群 和 土 体 均 采 , )

公路桥梁工程中的桩基沉降分析

公路桥梁工程中的桩基沉降分析

公路桥梁工程中的桩基沉降分析【摘要】桩基设计在公路桥梁工程中直接关系到整个工程的施工质量和造价,因此对于公路桥梁工程的桩基沉降问题进行分析是非常有必要的。

本文首先将桩基类型进行了分类,然后针对单桩和群桩的沉降分别进行了分析,供业内人士参考。

【关键词】桥梁工程;桩基沉降;类型;分析计算公路桥梁的上部结构荷载一般都很大,利用后期具有质量稳定、承载能力强等优点的钻孔灌注桩通常是大部分公路桥梁工程设计中首先选择的方式。

在公路桥梁工程中,在纵向荷载作用力下的桩基础,沉降的变化是桩、地基以及承台、土层之间的互相作用的结果,由于这些因素的多变性,公路桥梁设计中的桩基沉降是否适用于工程,对于工程质量、工程成本造价、能否按时竣工、后期的使用时间以及后期使用的维护工程影响非常大。

本文结合理论知识和实际经验,对公路桥梁工程中的桩基沉降做了系统分析。

公路桥梁的负荷承载在上路结构上通常都很大,因此,通常大部分公路桥梁工程设计中的首选方式是利用后期的具有承载能力和质量稳定等优点的钻孔灌注桩。

1.正确区分摩擦桩和端承桩等桩基类型在公路桥梁工程中,桩基础根据桩在土中的不同受力情况,通常被人们分为摩擦桩和端承桩两类。

摩擦桩是完全设置在软土层具有一定深度的桩基础,上部结构的负荷承载是由桩身四周侧面与土发生的摩擦力和桩基础尖端阻力共同承担的。

端承桩是完全穿过软土层后达到深层的坚实土层的一种桩基础,它的上部结构不同于摩擦桩,其负荷承载大部分都是由桩尖端的阻力来承担的。

事实上,在实际现场施工结果表明:桩身四周侧面的阻力、桩尖端阻力的性状和上面覆盖土层的性质、厚度、桩基础的长度和半径比例、嵌入基岩性质及嵌岩深径比例、桩基础底部沉渣厚度等多种因素相关。

2.单桩的沉降分析计算2.1 荷载传递分析单桩荷载分析最常用的方法就是荷载传递分析法,它从规定的负荷承载变形传递方法对其反应镜像计算。

其工作的基本理念就是:把桩基础分散为一系列相同长度的桩基础段(弹性单元),每一个桩基础段和土层之间的联系全部都用非线性弹簧来模拟,并且桩基础端处土体也采用非线性弹簧与其联系。

软粘土地层桥台桩基础沉降分析

软粘土地层桥台桩基础沉降分析

软粘土地层桥台桩基础沉降分析在粘土地层修筑结构物时,由于地层的特殊性,极易导致结构物的沉降,尤其是在桥梁桩基施工时,沉降可能导致桥台坍塌,因此,以某软粘土地层桥台桩基础施工工程为依托,采用数值模拟方法,研究了软粘土地层桥梁桩基础的沉降特性。

结果显示,桩基础的最大沉降量为0.68cm,沉降特点为后排桩大于前排桩,中间两列桩大于左右两边桩,沉降值的增加主要发生在路堤填筑施工阶段。

标签:桥梁工程粘土固结桥台钻孔灌注桩数值模拟沉降引言在软土地基路桥过渡段,桥台通常采用桩基础形式,其自重直接作用于软土地基上,致使桥台和路堤填料在竣工后也可能发生较大的沉降变形。

桩基沉降问题一直以来都是工程界和学术界的重点和难点。

张宏[1]通过现场测试分析研究了高速铁路软土地基桥梁桩基础的沉降。

王波[2]通过现场试验及有限元分析手段对桥台桩负摩阻力进行了研究。

梁启龙等[3]应用有限元方法分析研究了桥台桩基础沉降。

郭志川和刘宁[4]分析研究了地基固结沉降随机有限元计算和可靠度。

但在众多研究内容中,针对软土地层桥台桩基础沉降的研究较为鲜见。

基于此,本文依据比奥勾结理论,采用有限元数值模拟方法,分析研究软弱地基桥台桩基础台后路堤填筑过程中桥台桩基础的沉降特性。

1、工程概况某桥台位于太湖湖积平原,地形平坦,地面标高2.5m左右,年平均降雨量144cm左右,年平均气温4.5~16.3°C。

桥台所处地段软土层厚度较大,最厚14.6m、最薄10.0m,软土与硬壳层界限稳定,但与下卧层的交界面有一定的起伏,呈倾斜状,下卧层为中等压缩性。

桥台基础和桩参数:基础板尺寸8.5×10.2m,厚度2.0m,12根(3×4)钻孔灌注桩、桩径1m、桩长43m、桩的纵向间距2.7m、横向间距3.2m。

2、数值模拟2.1基本假定使用MIDAS NX 有限元模拟软件,淤泥质粘土满足修正剑桥粘土屈服准则,其他土层满足摩尔-库伦屈服准则,桥台、基础板、桩基础满足弹性变形特性,钻孔灌注桩桩体采用梁单元模拟,桩-土接触采用桩界面单元和桩端界面单元模拟,地层水位在Z=-2m处,考虑空间效应,采用三维模型进行模拟。

高烈度震区山岭铁路桥墩沉降理论计算与探讨

高烈度震区山岭铁路桥墩沉降理论计算与探讨

高烈度震区山岭铁路桥墩沉降理论计算与探讨宋振芳中铁十四局成兰铁路工程指挥部四川阿坝州624000摘要: 本文依托穿越5•12汶川强震区在建镇江关2号双线大桥工程实例,系统分析了该地区的水文地质特征,详细介绍典型桥墩的设计结构参数;假定承台无限刚度情况下,承台桩均摊上覆墩身和承台自重荷载,建立了桥墩沉降的理论估算公式,为同类地质条件铁路桥梁墩的设计和施工沉降控制具有一定借鉴意义。

关键词: 铁路桥梁;桥墩;理论计算;单桩沉降中图分类号: U473 文献标识码: A0 引言西部大开发是我国现代化建设“两个大局”战略思想、面向新世纪作出的重大战略决策,全面推进社会主义现代化建设的一个重大战略部署。

然而西部是个多山多领,地质情况比较复杂的地区,尤其是地震多发地带,强震后对地质水文条件的强烈改变,二次构造应力集中,使得在桥梁的修建过程中经常面临桥墩不均沉降、承台桩沉降过大等问题,给山岭铁路桥梁的修建带了极大的挑战。

国内外众多学者对桩沉降进行了大量的理论计算[1~3]、数值模拟[4,5]、模型试验[6~9],极大的丰富了该领域知识空白。

本文在详细分析桥址区水文地质特征,桥墩结构设计前提下,针对在建的成都到兰州高速铁路十一标段镇江关2号大桥,在上覆墩身和承台自重作用下引起的桥墩沉降进行理论计算分析,旨在建立一套有效的沉降评估方法,保证工程安全顺利进行。

1 工程概况成兰铁路十一标段线路位于青藏高原东部边缘,山脉总体呈南北向展布,属构造剥蚀高中山峡谷地貌。

线路沿岷江逆流而上,地形跌荡起伏,切割较大,群山林立,山间冲沟深切,地面高程2460-2900m,相对高差50-400m,山体坡面普遍陡峻,自然坡度一般30°-70°,部分为绝壁,植被以灌木丛为主,零星有乔木分布。

地层岩性为上覆第四系全新统滑坡堆积层(Q4de1)粉质黏土、角砾土、块石土,坡崩积层(Q4d1+co1)粉质黏土、细角砾土、粗角砾土,冲洪积层(Q4a1+p1)粉质黏土、粗圆砾土、卵石土,泥石流堆积层(Q4sef)粉质黏土、细角砾土、粗角砾土、碎石土、块石土,坡残积层(Q4d1+e1)碎石土;下伏基岩为三叠系上统罗空松多组(T3l)砂岩夹板岩,新都桥组(T3X)千枚岩夹砂岩,朱倭组(T3zh)砂岩夹千枚岩,中统杂谷脑组上段(T2Z2)砂岩夹板、千枚岩,杂谷脑下段(T2Z1)砂岩、板岩、灰岩、千枚岩。

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桥墩地表沉降数值模拟论文
【摘要】在隧道掘进开挖的施工过程中,很重要的一项工作就是隧道施工安全的控制。

当地质条件较差时,可以通过控制隧道循环掘进尺来减小隧道掘进开挖对土层挠动的影响;然后在隧道掘进开挖的工作面及时采用刚性较大的钢架或者支撑以及选择收缩性较小的衬砌,降低隧道掘进开挖对临近桥梁结构基础和地表面沉降的影响。

1道掘进开挖数值模拟分析
1.1模拟方案的选取
隧道掘进开挖模拟方案Ⅰ
以重庆地区的土质参数,分别选取中风化砂岩和中风化泥岩的土体参数建立土体的有限元模型。

轻轨隧道采用直径为5.5m的圆形断面,隧道埋深为1.5倍(8.3m)隧道直径,内空开挖高度约5.5m,下台阶开挖高度2.75m,上台阶开挖高度2.75m。

通常隧道掘进开挖循环进尺IV级围岩进尺最好控制在3米以下;V级围岩不超过1.2米。

图1.1 模型桩与开挖隧道XOY平面布置示意图图1.2 模型桩与开挖隧道XOZ平面布置示意图
隧道掘进开挖模拟方案Ⅱ
选取武汉地区的土质参数建立土体的有限元模型。

轻轨隧道采用直径为5.5m的圆形断面,隧道埋深为1.5倍(8.3m)隧道宽度,内空开挖高度约5.5m,下台阶开挖高度2.75m,上台阶开挖高度2.75m。

隧道掘进开挖模拟方案Ⅲ
选取南京地区的土质参数建立土体的有限元模型。

轻轨隧道采用直径为5.5m的圆形断面,隧道埋深为1.5倍(8.3m)隧道宽度,内空开挖高度约5.5m,下台阶开挖高度2.75m,上台阶开挖高度2.75m。

1.2模型的建立以及计算参数
该模型的建立采用MIDAS/GTS有限元软件。

模型的边界条件定义如下:地表面定义为自由面,没有约束;左右两侧的X方向的水平位移被法向约束;模型底部边界的X、Z方向被全约束,采用自重地应力场。

研究电缆隧道掘进开挖引起的最终地表和桥墩桩基础的沉降规律以及变形是本模型模拟的目的,因此支护和荷载释放(开挖时全部释放)在本模型中不考虑。

1.3计算结果
在MIDAS/GTS软件中建立模型,在前处理根据轻轨隧道的几何尺寸建立几何模型、并划分网格,设定边界条件和荷载条件,定义施工阶段,设定分析类型为施工阶段分析。

隧道掘进开挖模拟结果分析
图1.2 隧道掘进开挖有限元模型
分析可知在中风化砂岩体中当临近桥墩桩基础与隧道横断面中轴线的垂直距离大于5.5m时,因隧道开挖导致土体挠动引起临近桥墩桩基础竖向沉降的影响随着桩洞距的增加而变化不大,且数值非常微小。

在中风化砂质泥岩和强风化砂岩体中隧道掘进开挖对临近土体产生的挠动都较微小,且临近桥墩桩基础(桥墩桩基础与隧道横断面
中轴线的垂直距离≥5.5m)竖向沉降的影响随着桩洞距的增加而变化不大。

分析可知,在中风化泥岩中隧道掘进开挖引起临近桥梁结构桥墩桩基础的都非常小,且当桥墩桩基础与隧道横断面中轴线的垂直距离大于5.5m时,随着桩洞距的变化而桥墩桩基础的沉降值变化不大。

分析可知在粉质粘土层中,隧道循环掘进尺寸的选择对由开挖导致土体挠动而引起临近桥墩桩基础(桥墩桩基础与隧道横断面中轴线的垂直距离≥5.5m)竖向沉降的影响较大。

分析可知,减小了隧道循环掘进尺寸对临近的桥梁结构(桥墩桩基础与隧道横断面中轴线的垂直距离≥5.5m)的桥墩桩基础的竖向沉降值影响较为明显。

当土体为中风化砂质岩、强风化砂岩、中风化泥岩的岩层时,地质条件较良好,当隧道循环掘进尺达到3m时,在这些土层中进行隧道的掘进开挖土体的挠动较小,对围岩的原有平衡状态破坏不大,对临近桥墩结构的桩基础的沉降影响微小。

土体为粉质粘土土层时,地质条件不是很好,在该土层中进行隧道掘进开挖对土体的挠动较大,对临近桥墩桩基的沉降值影响也较为明显。

该土体对隧道循环掘进尺的大小非常敏感;当隧道开挖循环掘进尺为3m较2m和1m时,对临近桥梁结构桩基础的沉降值影响大;循环掘进尺为2m和1m时,对临近桥墩桩基础的沉降值都有较大影响,但两者的沉降影响值相差不大。

小结
通过有限元分析,发现在中风化砂质岩、强风化砂岩、中风化泥岩,地质条件较好,在隧道开挖过程中,当循环掘进尺达到3m时,对临近桥墩桩基的沉降影响不大。

在粉质粘土层中进行隧道开挖对开挖循环掘进尺和桩洞距非常敏感。

在暗挖隧道施工过程中,非常重要的环节就是确定循环掘进尺。

当循环掘进尺较小时,坑槽相对较为稳定,但施工工期相对延长,临时的支撑也相对增多;当循环
掘进尺较大时,开挖会引起较大的土体挠动,容易引起覆土层的不稳定,临近桥梁结构基础的较大变形,甚至桥梁结构倒塌。

在隧道掘进开挖的施工过程中,很重要的一项工作就是隧道施工安全的控制。

当地质条件较差时,可以通过控制隧道循环掘进尺来减小隧道掘进开挖对土层挠动的影响;然后在隧道掘进开挖的工作面及时采用刚性较大的钢架或者支撑以及选择收缩性较小的衬砌,降低隧道掘进开挖对临近桥梁结构基础和地表面沉降的影响。

参考文献
[1] 黄宏伟.城市隧道与地下工程的发展与展望[J].地下空间,2001,4:309-318
[2] 段香英,王乐,李华利.桥梁评估方法研究[J].交通标准化,2004,134(10):24-28
[3] 张雪亮,黄树棠.爆破地震效应[M].北京:地震出版社,1981.1-45
[4] 张书丰,孙树林,吴凯.南京地铁盾构施工引起的地表沉降分析[J].城市轨道交通研究,2006,5,30-32
[5] 王功琴.中爆破地震作用下造成建筑物损坏的安全性鉴定研究[D]:[硕士学位论文].贵阳:贵州大学,2007。

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