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静钻根植桩施工环境效应现场试验研究

土木工程学报 2024年第3期57卷 93-101页

作者：周佳锦马俊杰俞建霖龚晓南张日红浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心浙江杭州310058 宁波中淳高科股份有限公司浙江宁波315100

静钻根植桩采用先钻孔注浆后植桩的施工技术,可以解决传统预制桩施工过程引起的挤土效应问题。然而,静钻根植桩施工过程中钻孔和注浆过程会对周围土体产生一定扰动,目前没有相关研究。文章通过一组现场试验对静钻根植桩施工过程中的钻... 详细信息

静钻根植桩采用先钻孔注浆后植桩的施工技术,可以解决传统预制桩施工过程引起的挤土效应问题。然而,静钻根植桩施工过程中钻孔和注浆过程会对周围土体产生一定扰动,目前没有相关研究。文章通过一组现场试验对静钻根植桩施工过程中的钻孔、注浆搅拌和植桩阶段对周围土体的扰动规律进行研究。静钻根植桩施工前在钻孔周围土体中埋设土压力传感器,孔隙水压力传感器和测斜管,分别测试静钻根植桩施工过程中周围土体中水平土压力,超静孔隙水压力和深层土体水平位移的变化规律。研究结果表明:静钻根植桩施工过程会对周围土体造成一定扰动,而施工完成后周围土体中的水平土压力、超静孔隙水压力和深层土体水平位移迅速恢复;当水平距离达到4D(D为钻孔直径)时,静钻根植桩施工过程基本不会对土体产生影响;试验结果可以为静钻根植桩在地铁周围等施工位移控制敏感区域的应用提供理论依据。

关键词：静钻根植桩环境效应水平土压力超静孔隙水压力土体水平位移

EPS混合土地基-沉箱抗震性能振动台模型试验

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工程力学 2024年第5期41卷 192-200页

作者：高洪梅张淑姗蔡鑫涛张鑫磊王志华孙晋晶黎冰南京工业大学城市地下空间研究中心南京211816 南京工业大学岩土工程研究所南京211816 南京吉欧地下空间科技有限公司南京211800 东南大学土木工程学院南京211189

采用振动台试验研究了饱和砂土地基(CSS)和EPS混合土地基(CES)两种地基模型下沉箱结构的抗震性能。对比了两种不同地基模型下土体动力响应特征及沉箱结构动力稳定性,探讨了动力作用下沉箱的受力状态及失稳机制,分析了EPS混合土地基对上... 详细信息

采用振动台试验研究了饱和砂土地基(CSS)和EPS混合土地基(CES)两种地基模型下沉箱结构的抗震性能。对比了两种不同地基模型下土体动力响应特征及沉箱结构动力稳定性,探讨了动力作用下沉箱的受力状态及失稳机制,分析了EPS混合土地基对上部沉箱结构地震稳定性的影响。试验结果表明:振动过程中CES工况的超孔压发展速率明显低于CSS,EPS混合土可显著提高模型抗液化性能。墙后填土作用于沉箱的动土压力沿深度方向呈三角形分布,沉箱中部位置动土压力最大。CES工况沉箱动力响应,包括加速度、位移及转动角等均小于CSS,表现出更好的抗震性能。CES沉箱所受动土推力与惯性力存在明显的相位差,有利于提高沉箱结构的稳定性。

关键词：岩土工程 EPS混合土地基振动台试验抗震性能相位差转动角

可液化土体中浅埋管廊上浮机制和抗浮措施研究

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岩石力学与工程学报 2024年第2期43卷 510-520页

作者：张鑫磊纪展鹏黄凯王志华高洪梅胡正阳南京工业大学城市地下空间研究中心江苏南京211816 南京工业大学岩土工程研究所江苏南京211816

为解决可液化土体中浅埋地下管廊类结构的抗浮稳定性问题。提出一种用于控制地下管廊位移的支撑抗浮装置,并通过多组振动台模型试验,验证LS型支撑抗浮装置在地基土液化条件下的工作性能,探明钢板桩间距和斜拉板倾角对支撑抗浮装置工作... 详细信息

为解决可液化土体中浅埋地下管廊类结构的抗浮稳定性问题。提出一种用于控制地下管廊位移的支撑抗浮装置,并通过多组振动台模型试验,验证LS型支撑抗浮装置在地基土液化条件下的工作性能,探明钢板桩间距和斜拉板倾角对支撑抗浮装置工作性能的影响规律,揭示支撑抗浮装置在地基土体液化条件下的抗浮机制。研究结果表明:地基土液化过程中廊底动土压力逐渐增大、廊顶动土压力迅速减小是廊体失稳上浮的原因。LS型地下管廊支撑抗浮装置可有效控制地基土液化导致的管廊上浮问题,并降低廊体应变响应;采用L=150 mm的拉森钢板桩间距及斜拉板倾角为α=45°的支撑抗浮构件时管廊结构受力及变形较小。结论可为地下管廊抗浮稳定性问题提供一定的参考依据。

关键词：地下工程地下管廊可液化地基抗浮稳定性振动台模型试验动土压力

非均质岩石劈裂条件下临界能量分布及其断裂特征

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煤炭学报 2024年

作者：纪洪广付桢张月征张春瑞陈东升北京科技大学城市地下空间工程北京市重点实验室矿山深井建设技术国家工程研究中心

为探明非均质岩石受载拉伸破裂的宏观物理力学特征，设计并开展了岩石单轴劈裂试验，通过采集岩石变形特征、声发射参数和表面温度场特征，从而分析、揭示非均质岩石劈裂过程中变形协调性与临界能量分布、断裂特征以及局部应力阶段下的... 详细信息

为探明非均质岩石受载拉伸破裂的宏观物理力学特征，设计并开展了岩石单轴劈裂试验，通过采集岩石变形特征、声发射参数和表面温度场特征，从而分析、揭示非均质岩石劈裂过程中变形协调性与临界能量分布、断裂特征以及局部应力阶段下的临界特征。研究中通过定量计算获得了花岗岩的变形空间变异性特征，并针对不同变形协调性花岗岩在加载过程中声发射Ib值、临界能量分布以及RA（上升时间/幅值）-AF（平均频率）特征参数、破裂断面形貌进行了相关分析，试验结果表明：（1）可采用岩石90%峰值应力水平的变形空间变异系数评价区分岩石变形协调的差异性，其与试样抗拉强度近似呈负相关关系；（2）声发射Ib值随加载过程呈现“波动-上升-跌落”变化趋势，不同变形协调性的试样在不同应力水平下的声发射占比规律不同，变形协调性越好，声发射事件增长规律越稳定；（3）不同变形协调性花岗岩劈裂破坏过程具有自组织临界特征，全过程和局部应力阶段下的花岗岩能量概率密度函数服从幂律分布，且随着变形协调性变差，加载后期局部应力阶段下的幂律分布曲线逐渐向全过程幂律曲线逼近。（4）不同变形协调性试样的RA - AF值的变化规律相似，但变形协调性越差的试样在破裂时抗拉强度低、变形空间变异系数大、多发生小尺度张拉破裂、断面粗糙导致JRC大、所释放的能量也较小、更容易进入临界状态，而岩石变形协调性越好则相应特征恰好相反。基于上述研究表明，可实时监测深部巷道围岩多点应变规律，将变形空间变异系数突增的点作为巷道张拉破裂的预警信息。

关键词：花岗岩变形空间变异性声发射Ib值声发射能量分布临界理论粗糙度

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倾斜临空面下隧道掘进机滚刀贯入破岩研究

岩土力学 2024年第S1期 705-714页

作者：周建尚肖楠刘福深沈君逸廖星川浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江大学浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心浙江大学岩土工程计算中心

在临空面辅助隧道掘进机（tunnel boring machine，简称TBM）滚刀破岩的过程中，当滚刀在垂直临空面附近完成破岩后，垂直临空面将变为倾斜临空面。为了研究倾斜临空面对滚刀贯入破岩的影响，利用近场动力学方法建立了三维模型，考虑了... 详细信息

在临空面辅助隧道掘进机（tunnel boring machine，简称TBM）滚刀破岩的过程中，当滚刀在垂直临空面附近完成破岩后，垂直临空面将变为倾斜临空面。为了研究倾斜临空面对滚刀贯入破岩的影响，利用近场动力学方法建立了三维模型，考虑了临空面倾斜程度以及滚刀临空距离的变化，开展了一系列数值研究。模拟结果表明，在倾斜临空面辅助TBM滚刀贯入破岩工况下，岩石存在两种破碎模式，一种为内部裂纹扩展模式，另一种为内部压碎区扩大模式。在滚刀临空距离固定为40 mm的情况下，随着临空面倾角θ余切值cotθ的增加，岩石破碎逐渐从内部裂纹扩展模式转变为内部压碎区扩大模式，滚刀的法向峰值力与破岩消耗能量也逐渐增大，而且内部压碎区扩大模式的破岩效率比内部裂纹扩展模式低。随着滚刀临空距离的增加，滚刀法向峰值力、破岩消耗能量与破岩体积逐渐增加，同时滚刀的破岩效率也得到了提升。

关键词：近场动力学三维TBM滚刀破岩临空面倾斜程度临空距离

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基于TJS工法的盾构隧道运营变形控制

浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1427-1435页

作者：周思剑张迪周建李瑛龚晓南浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江大学城市地下空间开发工程技术研究中心浙江杭州310058 中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉430063 浙江省建筑设计研究院浙江杭州310006

开展隧道洞内全方位微扰动高压喷射注浆(TJS)工法对运营隧道变形控制的研究.基于典型区间运营隧道实测数据,采用Plaxis 3D有限元数值模拟软件分析TJS工法横断面布置中桩长、打设角度、桩径对隧道加固效果的影响,通过在隧道底部打设局部... 详细信息

开展隧道洞内全方位微扰动高压喷射注浆(TJS)工法对运营隧道变形控制的研究.基于典型区间运营隧道实测数据,采用Plaxis 3D有限元数值模拟软件分析TJS工法横断面布置中桩长、打设角度、桩径对隧道加固效果的影响,通过在隧道底部打设局部垫层的方法优化TJS工法.结果表明,桩长越长、角度越接近40°、桩径越大,对隧道沉降的控制效果越明显. TJS工法加固后的隧道地表沉降减少16.38 mm,水平收敛变形为未加固时的42.87%.局部垫层能够显著提升TJS桩的加固效果,“两侧短中间长”的布置能够兼顾加固效果和降低施工成本.

关键词： TJS工法洞内加固盾构隧道运营变形控制数值模拟

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软黏土地层盾构隧道底部注浆抬升量计算方法

岩土工程学报 2024年

作者：孟凡衍贾琪陈仁朋陈曈程红战湖南大学土木工程学院湖南大学地下空间先进技术研究中心湖南大学地下空间开发先进技术与智能装备湖南省工程研究中心

下部地层注浆是盾构隧道过大沉降的常用治理措施。结构性软黏土地层中注浆引起的超孔压在注浆后持续消散，导致隧道抬升后因地层固结而发生沉降，进而降低隧道抬升效率。为预测下方地层注浆引起的盾构隧道纵向变形，本文提出了考虑土体... 详细信息

下部地层注浆是盾构隧道过大沉降的常用治理措施。结构性软黏土地层中注浆引起的超孔压在注浆后持续消散，导致隧道抬升后因地层固结而发生沉降，进而降低隧道抬升效率。为预测下方地层注浆引起的盾构隧道纵向变形，本文提出了考虑土体结构性的盾构隧道底部注浆抬升量-沉降量两阶段计算方法。本方法应用于宁波地铁2号线注浆抬升案例，隧道抬升效率计算值约51%，与同为软黏土地层的上海地铁2号线某区间盾构隧道实测抬升效率非常接近。此外，本文针对注浆参数、地层参数与隧道参数开展了参数分析，结果表明：隧道最终抬升量及抬升效率与土体基床系数、注浆体积呈正相关，与地层屈服应力成负相关；随埋深比增大，注浆区域隧道最终抬升量减小，而抬升效率变化甚微。本文计算方法可以为软黏土地层运营盾构隧道注浆抬升设计提供理论支撑。

关键词：结构性黏土注浆隧道抬升超孔压消散固结沉降

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静钻根植桩竖向承载性能现场试验研究

岩土工程学报 2024年第3期46卷 640-647页

作者：周佳锦马俊杰俞建霖龚晓南张日红浙江大学滨海与城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心浙江杭州310058 宁波中淳高科股份有限公司浙江宁波315100

通过一组现场试验对同一场地内静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行研究,试桩均加载至极限状态。通过抗压和抗拔静载试验对静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行对比分析。试验结果表明:静钻根植桩的抗压承载性能相比传统钻孔灌注桩有显... 详细信息

通过一组现场试验对同一场地内静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行研究,试桩均加载至极限状态。通过抗压和抗拔静载试验对静钻根植桩的抗压和抗拔承载性能进行对比分析。试验结果表明:静钻根植桩的抗压承载性能相比传统钻孔灌注桩有显著提高,本次试验场地各土层中静钻根植桩的桩侧摩阻力是规范建议的钻孔灌注桩极限侧摩阻力的1.49~3.21倍;静钻根植桩抗拔承载性能也明显优于钻孔灌注桩,抗拔试桩的极限承载力是根据规范计算的钻孔灌注桩极限抗拔承载力的1.52~1.55倍;静钻根植桩抗拔状态下桩侧摩阻力明显小于抗压状态下的桩侧摩擦力,即静钻根植桩也存在侧阻抗拔系数。

关键词：静钻根植桩现场试验承载特性侧摩阻力侧阻抗拔系数

考虑竖向荷载作用时液化土中群桩基础水平动力响应

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1075-1085页

作者：胡安峰陈奕扬肖志荣陈正浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心杭州310058 浙江大学浙江省城市地下空间开发工程技术研究中心杭州310058 浙江科技学院土木与建筑工程学院杭州310023 浙江省建筑设计研究院杭州310006

基于Biot饱和多孔介质理论,考虑液化土的流动特性,建立考虑竖向荷载作用的部分埋入群桩水平振动模型,通过分离变量法、算子分解法,引入桩土耦合及位移连续条件,得到复杂条件下液化土中高桩桩间相互作用因子解和群桩水平动阻抗解.通过参... 详细信息

基于Biot饱和多孔介质理论,考虑液化土的流动特性,建立考虑竖向荷载作用的部分埋入群桩水平振动模型,通过分离变量法、算子分解法,引入桩土耦合及位移连续条件,得到复杂条件下液化土中高桩桩间相互作用因子解和群桩水平动阻抗解.通过参数分析,表明液化土特性和竖向荷载对桩间水平相互作用因子、群桩动阻抗有显著影响,指出同一频率下,群桩水平动刚度随着表层液化土厚度的增加而下降,当液化厚度较大时,动刚度随频率上升显著下降,并出现负刚度;桩顶竖向荷载会降低液化土中的群桩动刚度,液化土厚度越大,削弱效果越明显.

关键词：液化土高桩基础竖向荷载桩间水平相互作用