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考虑水—土耦合的盾构隧道地表沉降试验研究

中国铁道科学 2009年第6期30卷 38-45页

作者：刘纪峰崔秀琴刘波中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 三明学院土木与建筑工程系福建三明365004 焦作大学土木建筑工程学院河南焦作454000

考虑水—土耦合情况,进行不同隧道埋深、支护压力和掘进速度条件下盾构隧道施工致地表沉降的大型三维物理模型试验,总结不同条件下的地表沉降规律,分析孔隙水压力和围岩压力的变化特性,归纳不同条件下的地表沉降曲线;探讨隧道埋深、支... 详细信息

考虑水—土耦合情况,进行不同隧道埋深、支护压力和掘进速度条件下盾构隧道施工致地表沉降的大型三维物理模型试验,总结不同条件下的地表沉降规律,分析孔隙水压力和围岩压力的变化特性,归纳不同条件下的地表沉降曲线;探讨隧道埋深、支护压力和掘进速度以及孔隙水压力对地表沉降值的影响,推导地表横断面沉降槽计算的经验公式,并将研究成果应用于北京地铁10号线部分区间的地表沉降预测。结果表明:随着隧道埋深增加,地表沉降值减小,地表横向沉降槽影响范围加宽;沉降值随支护超压比增加而增大;掘进速度变化对地表沉降的影响程度较小;施工扰动围岩及孔隙水压力消散对地表沉降值有较大影响;基于物理模型试验的经验公式预测值与FLAC3D数值模拟预测值、现场实测值均较为吻合。

关键词：水—土耦合盾构隧道地表沉降物理模型试验研究

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支护结构作用的箱基沉降计算新方法

岩土力学 2009年第10期30卷 2978-2984页

作者：陈阵陶龙光李涛李海斌王综勇中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 北京市京水建设工程有限责任公司北京100094

现行规范在计算箱基沉降时,没有考虑支护结构的作用,使得理论计算与实际沉降之间存在误差。通过物理模拟、理论分析和数值模拟,研究箱基与支护结构结合、分离下,不同墙体材料、不同墙体厚度、不同插入深度比等工况下侧摩阻力对箱型基础... 详细信息

现行规范在计算箱基沉降时,没有考虑支护结构的作用,使得理论计算与实际沉降之间存在误差。通过物理模拟、理论分析和数值模拟,研究箱基与支护结构结合、分离下,不同墙体材料、不同墙体厚度、不同插入深度比等工况下侧摩阻力对箱型基础沉降的影响,试验结果显示,摩擦力在箱基沉降中的作用很明显,它与墙体与土体之间的摩擦系数、墙体与土体的接触面积密切相关。在此,提出了一种计算箱基沉降的新方法,该法将箱基沉降分为3部分:箱型基础底上段回弹再压缩变形带来的地基变形、箱型基础底上段压缩变形、箱型基础的下段土体变形。以青岛中银大厦为实例,应用FLAC3D对基础沉降进行了数值分析。数值分析中按文中方法以及按前人方法的计算结果与实测数据进行了对比,结果表明文中的方法具有更好的可行性,对修订规范具有借鉴意义。

关键词：侧摩阻力箱型基础沉降计算 FLAC3D数值分析

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考虑盾构施工扰动土体固结的地层沉降计算

辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2009年第5期28卷 731-734页

作者：刘纪峰陶龙光刘波三明学院土木建筑工程系福建三明365004 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

为解决以往盾构隧道的地层沉降计算不考虑施工扰动土体的固结沉降对总沉降的影响而使得计算结果偏小的问题,通过对盾构隧道施工致周边土体的扰动机理分析,指出盾构上方一定范围内的被扰动土体为欠固结土,应用欠固结土的沉降计算理论,得... 详细信息

为解决以往盾构隧道的地层沉降计算不考虑施工扰动土体的固结沉降对总沉降的影响而使得计算结果偏小的问题,通过对盾构隧道施工致周边土体的扰动机理分析,指出盾构上方一定范围内的被扰动土体为欠固结土,应用欠固结土的沉降计算理论,得出了考虑盾构扰动周边土体固结影响的隧道沉降计算修正方法。与工程实测值的对比结果表明,地层沉降计算修正方法的计算结果更符合工程实际,工程应用上偏于安全,该成果对于盾构隧道施工的地层沉降预测与控制具有一定的参考价值。

关键词：盾构施工扰动土体固结地层沉降计算

考虑共同作用的刚性桩复合地基解析分析及其工程应用

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中山大学学报（自然科学版） 2011年第2期50卷 47-53页

作者：李希平陈存恩刘波倪光乐陶龙光中国矿业大学北京力学与建筑工程学院北京100083 广州市城乡建设委员会广东广州510032 华南农业大学水利与土木工程学院广东广州510642 广州市泰基工程技术限公司广东广州510507

基于集中力作用下的Mindlin解位移公式,推导得到圆形和环形均布荷载作用下的地基沉降公式,将刚性桩复合地基视为桩、土、筏板体系,采用半解析法,通过筏板、桩以及地基相互之间力的平衡与位移协调建立方程,得到了刚性桩复合地基考虑共同... 详细信息

基于集中力作用下的Mindlin解位移公式,推导得到圆形和环形均布荷载作用下的地基沉降公式,将刚性桩复合地基视为桩、土、筏板体系,采用半解析法,通过筏板、桩以及地基相互之间力的平衡与位移协调建立方程,得到了刚性桩复合地基考虑共同作用的半解析解。文中方法未知量少,计算速度快,便于实际应用,工程实例结果表明,该方法具有较好的适应性。

关键词：刚性桩复合地基共同作用半解析方法工程实例

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基于弹塑性分析的浅埋盾构隧道地表沉降控制

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2009年第1期25卷 28-33页

作者：刘纪峰刘波陶龙光中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

目的为更准确地预测浅埋盾构隧道引起的地表沉降,探求相应的沉降控制措施.方法基于均质半无限空间假定,将浅埋单孔盾构隧道二向非等压初始地应力场分解为均匀应力场和单向应力场,利用弹塑性力学的Lame公式和Kiersch公式及摩尔-库仑屈服... 详细信息

目的为更准确地预测浅埋盾构隧道引起的地表沉降,探求相应的沉降控制措施.方法基于均质半无限空间假定,将浅埋单孔盾构隧道二向非等压初始地应力场分解为均匀应力场和单向应力场,利用弹塑性力学的Lame公式和Kiersch公式及摩尔-库仑屈服准则,定义了弹塑性解的位移边界条件.将控制地表沉降两大措施成功地应用于北京地铁十号线浅埋盾构隧道地表沉降预测及控制.结果得出适合浅埋隧道地表沉降预测的弹塑性计算式,对弹塑性计算式的分析显示,隧道围岩的弹性模量E和黏聚力c越大,地表沉降越小;泊松比μ、内摩擦角φ和膨胀角ψ越大,地表沉降也越大.提出通过减少围岩扰动和提高围岩性质两种控制盾构隧道地表沉降的方法.结论研究成果能较好地应用于浅埋盾构隧道的地表沉降预测及控制.

关键词：弹塑性分析浅埋盾构隧道地表沉降控制方法摩尔-库伦屈服准则

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泡沫改良富水砂层工程性质的实验研究

现代隧道技术 2009年第6期46卷 79-84页

作者：乔国刚陶龙光刘波郭永浩中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083

土压平衡盾构穿越复杂地层时,必须采取土体改良措施,目前泡沫改良土体已被广泛应用于盾构施工中。我国地铁施工中所用泡沫剂多为进口产品,国内产品因质量原因采用很少。利用自行研制的泡沫剂开展泡沫对细砂、粗砂土性改良的试验研究表明... 详细信息

土压平衡盾构穿越复杂地层时,必须采取土体改良措施,目前泡沫改良土体已被广泛应用于盾构施工中。我国地铁施工中所用泡沫剂多为进口产品,国内产品因质量原因采用很少。利用自行研制的泡沫剂开展泡沫对细砂、粗砂土性改良的试验研究表明,泡沫不但能显著降低砂土的渗透系数和剪切强度,而且能大大增强土的压缩性;若加入适量膨润土或粘土,则可获得进一步提高砂土保水性、流动性及进一步降低砂土的渗透系数和剪切强度的效果,这对盾构施工中改良土体工程性质的研究具有重要意义。

关键词：泡沫土体改良 EPB盾构隧道施工

盾构管片接头模型的改进及管片内力的数值计算

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岩石力学与工程学报 2007年第S2期26卷 4284-4291页

作者：侯公羽杨悦刘波中国矿业大学力学与建筑工程学院北京100083 黑龙江科技学院黑龙江哈尔滨150027

管片计算模型的建立主要是考虑接头和土层抗力两种因素对结构的影响。对惯用法模型的接头简化进行改进,即将管片的各个截面处刚度按EI处理,将其接头部位的刚度按kEI处理,这样的管片接头模型更符合实际情况。结合北京地铁十号线工程的实... 详细信息

管片计算模型的建立主要是考虑接头和土层抗力两种因素对结构的影响。对惯用法模型的接头简化进行改进,即将管片的各个截面处刚度按EI处理,将其接头部位的刚度按kEI处理,这样的管片接头模型更符合实际情况。结合北京地铁十号线工程的实例资料,采用通用ANSYS程序对荷载结构法的惯用法模型及改进模型和地层结构法的均质圆环模型及改进模型进行详细的管片内力计算分析。数值计算结果表明,对盾构管片接头模型的改进是有效的、可行的,而且是必要的;可以初步确定合理的管片接头刚度折减系数取值为1/100～1/1000。

关键词：隧道工程管片内力惯用法模型均质圆环模型改进接头模型刚度折减数值计算

盾构法施工中泡沫剂效能及改良土体的试验研究

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市政技术 2009年第2期27卷 154-156,164页

作者：刘波黄俐杨丹丹李涛中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083

通过对自主研发的泡沫剂稳定性和发泡率等试验,得出了泡沫剂性能评价及土体改良后渗透性的变化规律。试验表明,泡沫剂对岩土渗透性能改良效果显著。该试验为复杂岩土盾构施工泡沫剂改良土体研究及工程应用提供了有价值的试验依据。

关键词：盾构隧道土体改良泡沫剂效能渗透性

地铁盾构施工泡沫剂改良土体控制渗害的试验研究

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中国安全生产科学技术 2008年第1期4卷 4-9页

作者：熊建明刘波潘强华能能源交通产业控股有限公司北京100036 中国矿业大学(北京)土木工程系北京100083

地铁建设中地下水影响是环境损伤事故最重要的诱因,分析了近年地铁施工及渗害诱发地层沉降、建筑坍塌的典型工程事故。鉴于泡沫剂改良渣土是盾构隧道施工中维护开挖面稳定及控制地层渗害的极端重要性,研制了一种新型泡沫剂发泡装置,进... 详细信息

地铁建设中地下水影响是环境损伤事故最重要的诱因,分析了近年地铁施工及渗害诱发地层沉降、建筑坍塌的典型工程事故。鉴于泡沫剂改良渣土是盾构隧道施工中维护开挖面稳定及控制地层渗害的极端重要性,研制了一种新型泡沫剂发泡装置,进行了泡沫剂改良地层的系列实验研究,获得了泡沫剂对粘性土和砂土的渗透性影响、流动性影响的实验规律,可为盾构施工中开挖面稳定性与渗害控制提供重要依据。

关键词：盾构隧道泡沫土地层渗害渗透系数流动性