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黄土地区沉井侧壁土压力与摩阻力实验研究

黄土地区沉井侧壁土压力与摩阻力实验研究

作者：闫登峰西安建筑科技大学

学位级别：硕士

本文首先对沉井的总体情况作了概述,从设计角度来叙述沉井的构造和布置,以及现有的沉井设计计算理论和主要构件的计算方法,主要分析研究沉井井壁土压力的确定与选取在整个沉井设计计算过程中所起的作用,以及现有的沉井设计计算理论中沉... 详细信息

本文首先对沉井的总体情况作了概述,从设计角度来叙述沉井的构造和布置,以及现有的沉井设计计算理论和主要构件的计算方法,主要分析研究沉井井壁土压力的确定与选取在整个沉井设计计算过程中所起的作用,以及现有的沉井设计计算理论中沉井井壁土压力及侧摩阻力的计算方法及其适用范围,并着重指出其存在的问题与不足。然后,本文以西安市交通项目北三环雨水工程单孔矩形沉井为研究对象,对其下沉全过程进行了实时监测,根据大量现场实测资料,深入分析实测土压力与主动土压力和静止土压力的关系,说明了井壁受主动土压力理论在黄土地区使用的局限性,求得了黄土分布地区沉井下沉不同深度时井壁土压力的大小及分布规律,以及简便易行的计算方法和经验公式,提出比较符合实际的等截面沉井井壁土压力分布模型。另外,为了研究和发现在西安地区不同类别沉积地层中进行沉井施工时,不同地层不同深度处井壁侧摩阻力分布变化规律,发展并完善西安地区的沉井法施工工艺和设计计算理论,本文还通过土与混凝土接触界面大型直剪试验,开展钢筋混凝土板和不同类别土的摩擦特性研究,深入探讨了沉井井壁与周围土体接触面的摩擦系数μ所受土体含水量及密度等因素的影响,从而得到计算沉井井壁侧摩阻力的经验公式。所得出的结论可供同类工程借鉴与参考。

关键词：黄土沉井侧壁土压力侧摩阻力

大型桥梁圆形沉井锚碇下沉过程中力学特性监测分析

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建筑结构学报 2015年第10期36卷 153-157页

作者：邓友生黄恒恒杨敏万昌中时一波黄峰湖北工业大学土木工程与建筑学院湖北武汉430068 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 中铁大桥局集团第六工程有限公司湖北武汉430100

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇采用特大圆形沉井,沉井立面尺寸为66 m×43 m,沉井的下沉控制和结构应力的监测是施工过程中的难点。在沉井施工过程中,在沉井侧壁的不同高度和第2节沉井底部分别安装了大量的侧壁土压力计和钢筋计,用于监测沉... 详细信息

武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇采用特大圆形沉井,沉井立面尺寸为66 m×43 m,沉井的下沉控制和结构应力的监测是施工过程中的难点。在沉井施工过程中,在沉井侧壁的不同高度和第2节沉井底部分别安装了大量的侧壁土压力计和钢筋计,用于监测沉井下沉过程中侧壁土压力和沉井底部应力的变化;同时还使用空气幕助沉系统来克服沉井后期下沉的阻力。监测结果表明:沉井侧壁土压力随沉井的下沉逐渐增大,同时沉井的下沉速度降低,其底部结构的应力减小;沉井的最大拉应力与最大压应力均出现在其初次下沉过程中,在随后的两次下沉过程中沉井结构的应力分布较为均衡。由此可见,对沉井的第1次下沉进行结构应力监测和控制非常关键。

关键词：大跨度桥梁圆形沉井锚碇结构监测侧壁土压力结构应力

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深厚淤泥土层大型沉井基础下沉阻力研究

世界桥梁 2020年第3期48卷 58-62页

作者：刘彦峰刘少成黄锐桥梁结构健康与安全国家重点实验室湖北武汉430034 中铁大桥科学研究院有限公司湖北武汉430034

为了解深厚淤泥土层中大型沉井基础下沉阻力的分布特征,以温州瓯江北口大桥(主桥为主跨800m的三塔钢桁梁悬索桥)为背景,对中塔沉井基础下沉阻力监测数据进行分析,研究侧壁土压力、底面支承反力分布规律,以及刃脚底面反力与静力触探指标... 详细信息

为了解深厚淤泥土层中大型沉井基础下沉阻力的分布特征,以温州瓯江北口大桥(主桥为主跨800m的三塔钢桁梁悬索桥)为背景,对中塔沉井基础下沉阻力监测数据进行分析,研究侧壁土压力、底面支承反力分布规律,以及刃脚底面反力与静力触探指标之间相关性。结果表明:淤泥土地层中施工的大型沉井基础,其侧壁压力沿深度方向近似线性增长,其值略大于相同深度位置的水土自重压力;沉井刃脚底面及斜面的反力值在底口入土一定深度后保持稳定,刃脚底面与斜面反力的比值为1.8~2.2,相对稳定;刃脚底面反力值与静力触探试验的锥尖阻力具有较高的相关性,在沉井底口中心下沉到一定深度后,其比值为1.4~2.2。

关键词：悬索桥沉井基础下沉施工深厚淤泥土层侧壁土压力底面支承反力静力触探施工监测

沪通大桥超深大沉井下沉阻力及突沉现场监测研究

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沪通大桥超深大沉井下沉阻力及突沉现场监测研究

作者：蒋炳楠西南交通大学

学位级别：硕士

随着国家经济的腾飞,大跨度桥梁的兴建成为现代交通发展中重要的一部分。沉井这一可靠的深基础形式因其承载力高,整体性好、刚度大和地质条件适用广而被广泛的应用到大跨度桥梁桥墩基础和锚碇基础,但目前针对超深大沉井的研究仍较为缺... 详细信息

随着国家经济的腾飞,大跨度桥梁的兴建成为现代交通发展中重要的一部分。沉井这一可靠的深基础形式因其承载力高,整体性好、刚度大和地质条件适用广而被广泛的应用到大跨度桥梁桥墩基础和锚碇基础,但目前针对超深大沉井的研究仍较为缺乏。本文依托世界最大沉井基础的施工为背景,开展现场监测试验,分析监测数据,研究沉井下沉和接高施工期间的受力状况,主要的研究内容和结论如下：(1)超深大沉井刃脚踏面的端部土压力数值在沉井下沉时波动,而在沉井接高时保持稳定。沉井下沉时所测得的土压力下限值接近土体承载力的极限值。(2)超深大沉井侧壁土压力分布的确定是个极其复杂的问题,在沉井下沉和接高期间都与沉井姿态、沉井埋深、沉井外侧台阶设置、基底附近土层压力松弛影响范围等因素有关。在沉井下沉期间,当沉井为竖直状态时,侧壁摩阻力的整体分布表现为上部小、台阶处大刃脚处次之。在沉井接高期间,压力松弛影响在重力作用下会缓慢恢复,且埋深越大,压力松弛影响范围越大,恢复越缓慢。在沉井下沉和接高过程中,沉井倾斜均会引起侧压力的分布改变。沉井不同侧和同侧不同埋深上均存在倾斜造成的增大土压力。(3)现有下沉阻力理论计算方法在超深大沉井上应用存在局限性,本文结合现场实测数据和施工工况提出的考虑极限承载力系数修正、沉井埋深、沉井倾斜和压力松弛影响的修正算法,在沪通大桥超深大沉井下沉阻力计算上应用具有较好的结果,小截面沉井(40×30m)单位面积侧摩阻单位面积侧摩阻力在40到60kPa之间,大截面沉井(90×60m)单位面积侧摩阻力在75到85kPa之间,为规范值的3至4倍。(4)通过监测和统计发现超深大沉井在下沉过程中往往不是顺利的,而是伴随着较多的突沉和翻砂,沉井的下沉方式为突沉翻砂和摆动相结合的“突摆”式下沉。(5)根据突沉和翻砂发生的实测土压力数据,解释了突沉和翻砂的原因,并利用土压力数值变化的提前性,结合下沉阻力修正算法首次提出突沉预警机制。

关键词：超深大沉井沉井施工侧壁土压力承载力突沉

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圆形沉井下沉过程的施工力学研究

圆形沉井下沉过程的施工力学研究

作者：刘尚乾郑州大学

学位级别：硕士

沉井作为一种基础工程,应用非常广泛,它的施工研究方法主要包括物理模拟法、经验公式法、数值解析法和数值模拟法。在施工控制方面,沉井施工中最重要的是防止突沉,控制超沉以及减少对地层的扰动。但是这些重要施工技术问题的解决尚缺乏... 详细信息

沉井作为一种基础工程,应用非常广泛,它的施工研究方法主要包括物理模拟法、经验公式法、数值解析法和数值模拟法。在施工控制方面,沉井施工中最重要的是防止突沉,控制超沉以及减少对地层的扰动。但是这些重要施工技术问题的解决尚缺乏成熟的理论指导,也没有可靠的数值模拟方法可供工程应用。为此,本文对沉井下沉施工过程进行数值模拟,建立了沉井下沉时的力学模型,分析影响大型沉井施工过程非均匀下沉因素的灵敏度,以此建立合理的施工力学模型。本文主要进行了以下几方面的研究工作：（1）对沉井施工方法概括,综述沉井施工过程国内外研究概况,存在的问题以及需要解决的问题,介绍论文的研究背景以及内容,本文研究的意义,创新点。（2）对于刃脚结构的不同类型,研究圆形沉井锅底开挖深度、刃脚下土体预留厚度下土体极限承载力的关系,建立刃脚下土体极限承载力的影响因素的具体关系。（3）根据规范计算出侧壁阻力的大小,以下沉系数为出发点,建立沉井基础施工过程力学模型,得到下沉量与开挖量的控制方程。根据一计算算例对沉井下沉过程尽进行模拟,得到开挖量与下沉量的关系,并对相关参数进行灵敏度分析。（4）大型沉井下沉过程倾斜问题是不可避免的。建立沉井倾斜的力学分析模型,考虑沉井结构的整体刚度,计算水平纠偏力的大小。通过计算算例证明了该力学模型的正确性,能够对沉井进行纠偏。

关键词：大型沉井土体极限承载力侧壁土压力纠偏

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砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究

砂土中沉井侧壁摩阻力离心机试验研究

作者：石聪西南交通大学

学位级别：硕士

克服侧壁摩阻力是保证沉井顺利下沉的关键因素。虽然人们在沉井设计与下沉施工中积累了大量的经验,侧壁摩阻力的分布形式因缺少较好的实测结果,以及计算理论的缺乏,一直以来未得到足够的重视。室内试验的相关研究更是鲜有报告。本文通... 详细信息

克服侧壁摩阻力是保证沉井顺利下沉的关键因素。虽然人们在沉井设计与下沉施工中积累了大量的经验,侧壁摩阻力的分布形式因缺少较好的实测结果,以及计算理论的缺乏,一直以来未得到足够的重视。室内试验的相关研究更是鲜有报告。本文通过开展离心机试验模拟不同埋深的沉井,得到了较为清晰的侧壁土压力分布形式,辅以数值模拟工作,获得主要结论如下：(1)在沉井侧壁某一深度处,侧壁土压力达到极值。在极值深度以上的侧壁区域,土压力沿侧壁埋深为上升趋势;极值深度以下的侧壁区域,土压力沿侧壁埋深为下降趋势。下降段趋势接近线性。用有理函数拟合本试验得到的侧壁土压力分布形式效果较好。(2)本试验环境下,侧壁土压力极值位于侧壁埋深40%～50%的范围。位于侧壁埋深89%处的土压力实测值下降至极值的64.5%;有限元得到的基底处土压力下降至极值的55%～72%。(3)本试验得到的沉井底部基底反力呈现角点区域>边缘区域>中心区域的分布形式,可取沉井短边长度1/6～1/5的正方形为角点影响区域,角点区域的土压力值取正方形中心处反力值。(4)本试验环境下,沉井侧壁土压力的横向分布与沉井变形有关。沉井短边的侧壁土压力整体大于长边。同一深度处长边井壁中心线上的土压力最小,离中心线越远的区域土压力越大;相反,短边中心线上的土压力略大于其他横向区域。(5)本试验中,沉井侧壁与周围砂土的平均外摩擦角约等于砂土内摩擦角的2/3。

关键词：沉井基础侧壁土压力侧壁摩阻力砂土离心机试验

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软土地区某大型沉井的下沉监测数据分析

低温建筑技术 2019年第8期41卷 102-106,114页

作者：张治成邓燕羚郑锋利王金昌浙江大学建筑工程学院杭州310058 温州瓯江口大桥有限公司浙江温州325002

为了研究深厚软土地区某大型沉井下沉过程中的受力状态,通过施工阶段的现场监测数据分析了沉井基础底部和侧面的受力分布规律。结果表明,初期端阻力随深度的增加而缓慢增长,入土较深时上、下游井壁端阻力值表现出较大幅度的增长,而中隔... 详细信息

为了研究深厚软土地区某大型沉井下沉过程中的受力状态,通过施工阶段的现场监测数据分析了沉井基础底部和侧面的受力分布规律。结果表明,初期端阻力随深度的增加而缓慢增长,入土较深时上、下游井壁端阻力值表现出较大幅度的增长,而中隔墙底的端阻力值呈现相反的减小趋势;随着沉井下沉的深入,侧壁土压力受吸泥扰动的影响逐渐减小,土压力值与入土深度呈线性增长关系,整体介于静止土压力和被动土压力之间。

关键词：沉井软土地区现场监测数据侧壁土压力端阻力

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压入式沉井侧摩阻力的监测及分析

建筑施工 2012年第10期34卷 980-983页

作者：黄丁李耀良徐伟同济大学建筑工程系上海200092 上海市基础工程有限公司上海200002

传统的沉井下沉工艺存在纠偏困难、下沉缓慢等弊端,而压入式下沉工艺可有效解决以上难题,并能实现井内带土塞下沉,以减小沉井施工对周边环境的影响。结合工程实例,详细介绍了压入式沉井的施工工艺,并且采用布设钢筋应力计及混凝土应变... 详细信息

传统的沉井下沉工艺存在纠偏困难、下沉缓慢等弊端,而压入式下沉工艺可有效解决以上难题,并能实现井内带土塞下沉,以减小沉井施工对周边环境的影响。结合工程实例,详细介绍了压入式沉井的施工工艺,并且采用布设钢筋应力计及混凝土应变计的方法,对上海白龙港污水处理厂2座沉井的侧摩阻力进行了现场监控。监测结果表明,总侧摩阻力与下沉深度近似二次曲线关系,但在呈流塑状的淤泥质土层中增长缓慢。最后,根据现场实测数据,对井内带土塞下沉的沉井,提出了总侧摩阻力的简化计算方法。

关键词：压入式沉井侧摩阻力反力系统现场监测侧壁土压力

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施工沉井自动化监测系统的研究

测绘信息与工程 2007年第6期32卷 41-42页

作者：邹进贵邹双朝江文萍向东许建雄陈志兰武汉大学测绘学院武汉大学资源与环境科学学院武汉市珞喻路129号430079

分析了对施工沉井几何位置等参数进行自动监测的方法,采用了Visual C++编程语言和Access数据库系统,实现了施工沉井自动化监测系统。

关键词：施工沉井自动化监测结构应力应变刃口反力侧壁土压力