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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

考虑地层损失的隔离桩对基坑旁侧盾构隧道变形保护研究

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岩土工程学报 2024年第3期46卷 480-489页

作者：魏纲木志远齐永洁郭丙来项鹏飞浙大城市学院浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015 浙大城市学院城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙江杭州310015 安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心浙江杭州310058 浙江工业大学岩土工程研究所浙江杭州310014 浙江同济科技职业学院建筑工程学院浙江杭州311200

基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地... 详细信息

基坑的开挖卸载会导致旁侧既有盾构隧道出现变形破坏,工程中常在基坑与隧道之间设置隔离桩来保护既有隧道。为研究基坑开挖影响下隔离桩外既有隧道的水平位移规律,建立基坑、隔离桩、既有隧道的三维力学计算模型,考虑基坑开挖引起的地层损失,推导了基坑卸荷引起的附加应力计算公式,基于Kerr地基模型并对地基系数做出调整,得到隔离桩挠曲变形计算公式,建立隔离桩挠曲变形影响区,根据影响区的地层损失推导了既有隧道水平位移计算公式,同时进行了案例验证与影响因素分析,对隔离桩的“牵引作用”与“保护作用”在理论上做出了解释。研究结果表明:计算结果与工程实测数据及数值模拟结果相互吻合;设置隔离桩能够有效降低隧道水平位移,起到很好的保护作用;保护作用随着隔离桩桩长的增加而逐渐增加;桩长达到临界点后,隔离桩“牵引作用”产生,保护作用随桩长增加而减小;桩间距较小时保护效果较好;隔离桩设置靠近基坑一侧时保护效果明显优于设置在靠近隧道一侧。

关键词：地层损失盾构隧道基坑开挖隔离桩 Kerr地基模型

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

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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

硫酸盐环境下BFFC侵蚀试验及强度预测模型

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2780-2791页

作者：罗如平周宇航朱碧堂余金胡扬扬华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013 江西省地下空间技术开发工程研究中心江西南昌330013 江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室江西南昌330013

开展不同纤维掺量的玄武岩纤维增强泡沫混凝土(BFFC)在硫酸盐环境下的侵蚀试验,探究BFFC的破坏形式、无侧限抗压强度、质量及微观结构的演变特性。根据试验结果提出不同纤维掺量及硫酸盐循环侵蚀次数下BFFC无侧限抗压强度的预测模型。... 详细信息

开展不同纤维掺量的玄武岩纤维增强泡沫混凝土(BFFC)在硫酸盐环境下的侵蚀试验,探究BFFC的破坏形式、无侧限抗压强度、质量及微观结构的演变特性。根据试验结果提出不同纤维掺量及硫酸盐循环侵蚀次数下BFFC无侧限抗压强度的预测模型。研究结果表明:纤维体积掺量为0.18%、0.36%、0.48%、0.60%的BFFC无侧限抗压强度分别比无纤维掺入的混凝土抗压强度提高了58%、85%、88%、94%,BFFC合理纤维掺量约为0.36%;在质量分数为10%的硫酸盐溶液中,BFFC试件进行干湿循环试验的侵蚀稳定时间约为15 h;BFFC无侧限抗压强度和质量随着侵蚀循环次数增加均表现为先增长后衰减的趋势;纤维体积掺量为0、0.18%、0.36%、0.48%、0.60%的BFFC试块经过30次循环时的质量损失至原始质量的55%、60%、70%、72%、80%,其强度降低至初始强度的35%、40%、42%、48%、50%。

关键词：玄武岩纤维增强泡沫混凝土抗侵蚀性干湿循环强度预测模型微观结构

基于改进的图卷积网络算法的孔间地层界线预测分析

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上海交通大学学报 2024年

作者：仇雅诗刘洪池曹化锦冯国辉杨开放徐长节浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心香港理工大学土木及环境工程学系中铁第四勘察设计院集团有限公司浙大城市学院工程学院华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室江西省地下空间技术开发工程研究中心

将图卷积网络算法应用于地层界面预测，并对图卷积网络进行了改进，提出了一种改进的图卷积网络算法，使其能够仅通过场地内不等距且稀疏的钻孔来预测场地的孔间地层界线，并提出了边界准确率来更好的判断预测的地层界线的准确性。将本... 详细信息

将图卷积网络算法应用于地层界面预测，并对图卷积网络进行了改进，提出了一种改进的图卷积网络算法，使其能够仅通过场地内不等距且稀疏的钻孔来预测场地的孔间地层界线，并提出了边界准确率来更好的判断预测的地层界线的准确性。将本方法应用于实际地质剖面案例中，并与现有的马尔可夫随机场方法和IC-XGBoost方法进行比较，结果表明，本方法在全局准确率和边界准确率上均有所提高，说明该方法能较为准确的预测孔间地层界线。将该方法实际应用于杭州某基坑的孔间地层界面预测，其中验证钻孔的准确率均高于0.8。讨论了钻孔间距大小和间距是否相等对预测结果的影响，结果表明钻孔间距越小，预测出的地质剖面边界越准确，但钻孔间距的缩小和预测准确率的提高并不是简单的线性关系，预测准确率的提高取决于增加的钻孔提供的土层空间信息；当钻孔数量相同时，钻孔不等间距对结果的影响取决于钻孔的位置所提供的土层空间信息，钻孔提供的土层空间信息越多，预测越准确。

关键词：图卷积神经网络稀疏钻孔非等间距地层界面边界准确率

盾构隧道内堆载对基坑开挖引起的隧道上浮量的控制效果研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2727-2736页

作者：魏纲周烨波王哲翁家华浙大城市学院浙江省城市盾构隧道安全建造与智能养护重点实验室浙江杭州310015 浙大城市学院城市基础设施智能化浙江省工程研究中心浙江杭州310015 浙江工业大学岩土工程研究所浙江杭州310014

基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮,隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法,推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先,基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力,采用能够考虑土质条... 详细信息

基坑开挖会引起下卧盾构隧道产生上浮,隧道内堆载可以有效控制上浮量。本文采用两阶段方法,推导隧道内堆载措施下基坑开挖引起的盾构隧道上浮量计算公式。首先,基于影像源法计算基坑开挖坑底隆起引起的隧道附加应力,采用能够考虑土质条件的方法计算得到隧道内堆载引起的隧道附加应力,叠加得到总的附加应力;其次,采用转动与错台协同模型计算得到隧道受力与变形;使用Midas有限元软件对具体工况进行三维建模,并将隧道纵向隆起量数值模拟结果与公式计算结果进行对比。研究结果表明:本文方法计算结果与有限元模拟结果较吻合,验证了本文方法的合理性;假设基坑开挖长度为L,最佳堆载范围为距离堆载中心±L/3范围内,超出最佳范围时堆载控制效果减弱;土体内摩擦角对隧道变形影响较大,土体内摩擦角越小,堆载对隧道变形的控制效果越好。

关键词：基坑工程盾构隧道隧道内堆载影像源法附加应力

土体导热系数智能方法预测及影响因素敏感性分析

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工程热物理学报 2024年第5期45卷 1440-1449页

作者：姚兆明王洵齐健安徽理工大学土木建筑学院淮南232001 矿山地下工程教育部工程研究中心淮南232001

土体导热系数是描述土传热性能的重要参数之一,对其准确地预测和敏感性分析有助于评估岩土工程的热响应热性,预防工程的变形和破坏。基于Kersten团队的土导热系数试验,分析导热系数的影响因素,考虑将温度变量引入传统经验公式并验证,得... 详细信息

土体导热系数是描述土传热性能的重要参数之一,对其准确地预测和敏感性分析有助于评估岩土工程的热响应热性,预防工程的变形和破坏。基于Kersten团队的土导热系数试验,分析导热系数的影响因素,考虑将温度变量引入传统经验公式并验证,得到对黏土适用性较好的改进经验公式。基于人工智能算法对导热系数建立以土质、干密度、含水率和温度为输入变量的预测模型。分析预测结果表明随机森林模型、径向基函数神经网络(RBFNN)和鲸鱼优化BP神经网络(WOA-BP)都能准确地预测导热系数,其中WOA-BP的预测性能最好,随机森林和RBFNN次之。选用新的样本集对预测模型进行验证,发现模型预测效果依旧很好,具有一定的泛化能力。利用蒙特卡洛模拟对改进经验公式进行参数敏感度分析;再借助随机森林模型对特征重要性进行排序,评估不同输入变量对模型输出的影响程度:最后通过权积法结合WOA-BP计算影响因素敏感性。发现三种方法得出的结果均一致,即导热系数对含水率、干密度、温度和土质的变化敏感程度依次降低。

关键词：导热系数人工智能算法因素敏感性蒙特卡洛模拟特征重要性权积法

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基坑开挖前坑内预降水对基坑变形的影响

公路交通科技 2024年第3期41卷 72-82页

作者：喻义天丁海滨刘昆徐长节童立红华东交通大学江西省岩土工程基础设施安全与控制重点实验室江西南昌330013 江西省地下空间技术开发工程研究中心江西南昌330013

为研究基坑开挖前坑内预降水对基坑变形及对水位变化情况影响,依托某地铁站基坑工程,采用室内模型试验方法,研究了抽水速度和降水深度对坑外水位变化、围护结构变形、地表沉降、孔隙水压以及土压力的影响。运用MIDAS GTS NX有限元软件... 详细信息

为研究基坑开挖前坑内预降水对基坑变形及对水位变化情况影响,依托某地铁站基坑工程,采用室内模型试验方法,研究了抽水速度和降水深度对坑外水位变化、围护结构变形、地表沉降、孔隙水压以及土压力的影响。运用MIDAS GTS NX有限元软件对实际工程进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比。结果表明:坑外水位随着与围护结构距离的增加,水位下降越小且降水曲线斜率越小,与试验得到的“先凹后凸”形坑外降水曲线结果一致;围护结构侧移随着降水深度的增大而增大,增加幅度逐渐减小,整体呈现“悬臂”形,底部由于受到渗流力的作用产生了一个指向坑内的“踢脚变形”,最大围护结构侧移出现在围护结构顶部;坑外地表沉降呈现“对勾”形分布,最大坑外地表沉降的位置并不会随降水深度改变,而是始终出现在距围护结构大约10 m左右;围护结构侧移和地表沉降均随降水深度或抽水速度的增加而增大;基坑降水后孔隙水压无论坑内还是坑外均减小,坑内孔隙水压减小幅度明显大于坑外,且两者在变化规律上是不同的,坑内孔隙水压呈现先减后增,而坑外孔隙水压则是一直减小;坑内外侧向土压力随着降水深度的增加均显著减小;坑内土压力随着抽水速度的增大变化不明显,而坑外侧向土压力随着抽水速度增加明显减小。

关键词：道路工程开挖前预降水模型试验基坑抽水速度