带接头地下管线变形的傅里叶级数解

地铁隧道开挖将引起地下管线产生附加变形,造成管线的破坏.将带接头地下管线视为弹性地基梁,引入"相当荷载"改进匀质管线变形的控制微分方程,使之能够考虑接头处的刚度折减.采用傅里叶级数解法求解控制微分方程,得到未知傅里叶级数系数的表达式,进而得到关于管线接头相对转角的线性方程组.假定地层变形符合Peck曲线,将基于傅里叶级数法得到的计算结果与数值模拟方法进行对比,验证了方法的正确性.计算结果表明,在地层位移荷载作用下,管线产生变形,管线接头处产生明显转动.地层沉降对距隧道开挖中线3i(i为沉降槽宽度系数)以外的管线影响较小,该区域内接头相对转角远小于容许值,在计算时可不作考虑,以减少未知量的数目.当某个管线接头位于隧道开挖中心的正上方时,该接头处将产生最大的相对转角,因此在缺少管线接头位置资料的情况下,可假定某个管线接头与隧道开挖中线重合,以得到接头相对转角的保守计算值.     

Pasternak地基降水对邻近管线影响的解析研究

基于Pasternak弹性地基梁理论,结合土的有效应力原理和Dupuit假设,推导了砂土地层单井降水引起邻近管线变形的解析解.算例解析计算结果与抽水试验及数值模拟结果吻合较好,验证了其准确性,在此基础上深入分析了管线受力变形的影响参数.结果表明:研究管-土相互作用时,土中剪力的影响不应被忽略,管线变形范围与降水影响半径...     

灌浆对地下连续墙及邻近土体变形的影响

在地下连续墙深基坑开挖工程中,开挖前常用灌浆的方法来加固将被挖去的软土,从而减少地下连续墙的变形,增加开挖稳定性,保证工程安全,但是,在灌浆过程中,灌浆的作用机制以及对地下连续墙及邻近土体变形的影响原理还没有得到很好的研究,以新加坡艺术中心地下连续墙深基坑开挖工程为背景。实测了灌浆施工过程中,地下连续墙的变形、超孔隙水压力以及地下水位的变化;再结合有限元的理论分析方法,研究了灌浆施工对地下连续墙及     

基坑开挖对临近地下管线的影响分析

文章以合肥某地铁车站深基坑为工程背景,依据岩土工程地质勘查资料,运用有限差分软件FLAC进行数值分析,结合基坑围护结构-土体-管线三者为一体的统一体系,研究了基坑开挖对临近地下管线变形和受力性状的影响.结果表明,管线的最大水平与竖向位移均发生在基坑中部,且水平位移受基坑开挖的影响较大;沿轴向方向上管线内侧的弯矩从端头到坑角先增大后减小,并在坑角处达到最小值,进入基坑开挖范围之后管线的最大正弯矩发生在距坑角12 m处横截面的内侧.     

盾构开挖对地下管线影响的数值模拟分析

利用FLAC3D模拟了盾构隧道开挖对管线的影响.模拟过程中考虑了隧道应力逐步释放,然后逐步施作衬砌,并考虑盾构机的推进力.充分考虑了盾构开挖对不同管径,不同埋深的地F管线位移的影响.模拟了双圆隧道施工对地下管线的影响,对比了单孔盾构开挖于双圆盾构开挖对管线作用的机理的不同.分析了两种双隧道开挖对地下管线的影响.结果表明,管线与隧道相对位置以及管线自身的刚度、管径等不同,将对其变形产生较明显的影响,得出的规律为今后类似工程施工提供依据.     

带接头管线变形计算的传递矩阵法

地铁隧道开挖引起邻近地下管线产生附加变形,甚至造成管线破坏.将带接头地下管线视为弹性地基梁,将接头简化为自由铰与弹簧铰.基于Winkler地基模型列出管线变形的控制微分方程,采用传递矩阵法求解,推导了管节场矩阵和管线接头点矩阵,得到关于微分方程未知边值的线性方程组.收集了现场实测数据并进行案例计算和离心模型试验,将本文方法计算结果与有限元法、实测数据和试验结果进行对比,验证了计算模型和传递矩阵法的正确性.对管线变形的影响因素进行了参数分析,结果表明,对于接头变形,隧道中线与接头位置重合为最不利工况.在土质地层中,自由铰相对转角基本不受地基系数影响,因而自由铰管线易产生较大的相对转角.管节长度为沉降槽宽度系数的1.6倍时,接头相对转角出现峰值.接头归一化相对转角的极限值为1.1,在缺少设计资料情况下,该值可作为接头归一化相对转角的保守估计值.     

一些因素对地下管线位移的影响

研究了地下管线埋深、管材材料、管线下卧层土质、管线与地下结构间的距离以及管线与周围土层的相对刚度等因素对地下管线位移的影响.研究结果表明:以上各因素对地下管线位移均有不同程度的影响,实际工程中应该根据各影响因素综合分析后确定合理的设计与施工方案.     

顶管电缆隧道施工对邻近建筑物和地下管线的扰动影响

采用离心机物理模型试验和有限元数值计算方法探究了软土地区顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响,并提出修正Peck公式评估顶管施工对邻近浅基础建筑物的扰动影响.首先,通过离心机物理模型试验,定性分析了顶管电缆隧道施工过程中地层损失率变化对邻近浅基础建筑物和地下管线的影响;其次,将有限元数值计算结果与离心机试验数据进行对比分析,验证有限元计算的有效性;最后,通过有限元模拟结果提出用于评估顶管施工对邻近浅基础建筑物扰动影响的修正Peck公式,并与现场监测数据进行对比分析.研究结果表明:顶管电缆隧道施工对邻近浅基础建筑物和地下管线的扰动影响随着地层损失率的增大而增大,地下管线刚度的增加可以有效减小邻近顶管隧道施工的影响;有限元数值方法可以较好地评估不同地层损失率下顶管隧道的施工工况;修正Peck公式能较好地反映在软黏土区域内顶管电缆隧道开挖对周围地层产生的扰动影响.研究结果可为软黏土地区顶管电缆隧道的施工提供一定参考价值.     

浅谈城市地下管线探测方法

城市地下管线是城市的重要基础设施,其敷设的基础资料是城市规划、设计、施工和管理的重要依据,查清城市地下管线的现状具有非常重要的现实意义.结合无锡地铁二号线的实际探测工作,对城市地下管线探测方法进行了探讨和研究.     

急倾斜邻近煤层开采顺序对管线安全的影响

为了合理回收管线下方压覆的急倾斜邻近煤层煤炭资源,以新疆鄯善到乌鲁木齐输气管线穿越的碱沟煤矿为工程背景,运用数值模拟方法,对急倾斜相邻煤层开采三种不同开采顺序引起的管线变形与应力变化进行了研究,结果表明:不同开挖顺序导致管线的变形和应力有较大的变化,方案2(先采较薄煤层后采较厚煤层)对管线变形和应力影响较其他工况影响小;管线的安全性不仅取决于开采条件、岩体及管道自身的力学参数等自然因素,而且与开挖顺序密切相关。     

大面积基坑开挖工序对邻近供能管沟的影响

以虹源盛世国际文化城A1区基坑工程为背景,采用有限元数值模拟的方法,研究了开挖工序对基坑本身及周围环境的影响.结果表明,相同开挖支护条件下,基坑开挖完成后方案1(以岛式开挖为主)和方案2(以盆式开挖为主)的基坑坑底隆起量、格构柱立柱桩竖向位移、支撑围檩格构柱体系应力、地下连续墙侧移和管沟竖向位移的最终数值大小相近但后者略小;相较方案1,方案2施工过程中各工况土方开挖对基坑本身及周围环境影响的急剧变化程度更缓和,因而更偏于安全.     

袋装砂土加固地基并维护地下管道模型试验研究

袋装砂土地基加固技术的应用十分广泛。为了研究袋装砂土对地基的加固作用及对地下管道的保护效果,进行了袋装砂土加固地基并维护地下管道的室内模型试验。试验对比了有加固和无加固地基、不同砂袋数量以及不同摆放形式下的结果,总结各组试验荷载与沉降以及荷载与应变的变化规律。试验结果表明:(1)拱形截面摆放形式结合地下管道共同作用能大幅提高地基承载力;(2)有效减少地基沉降和不均匀沉降的发生;(3)显著减小地下管道的变形。因此,袋装砂土地基加固法可应用于工程实践,能够提高地基的承载力,并有效维护地下管道设施。     

深基坑开挖对近邻大直径管线的影响分析

基坑开挖会引起土体的扰动从而带动近邻管线的位移,甚至会引起管线的开裂破坏。本文以实例工程为背景,运用有限元软件PLAXIS模拟基坑开挖引起大直径管线位移的变化,得出基坑开挖深度与埋设污水管线深度之间存在三种不同的位置关系,并且分析基坑开挖引起管线水平和竖向位移之间的差异变化,基坑开挖引起管线水平位移的增长速率为0.57mm/m,竖向位移增长速率为0.73mm/m,文中得到的结论和建议可为相似工程提供参考。     

地基沉降对弹性地基梁的影响

考虑剪切变形的影响,采用Timoshenko梁理论和初参数法分析两端固结、两端简支的弹性地基梁由于地基沉降造成的影响,建立确定悬空长度的超越方程,导出变形和内力的解析解。通过算例分析悬空长度随荷载的变化,比较局部悬空Winkler地基梁在均布荷载作用下挠度、转角、剪力、弯矩的Bemoulli-Euler梁理论结果和Timoshenko梁理论结果,比较地基不同沉降下的变形与内力。研究结果表明：采用Bemoulli-Euler梁理论计算的悬空长度偏大,采用Bemoulli-Euler梁理论计算的局部悬空弹性地基梁的挠度、转角、剪力、弯矩比相应的Timoshenko梁的理论结果大,地基沉降分析中应考虑剪切变形的影响。     

均质地基地铁车站对临近建筑层间位移角的影响

以软土、中软土和中硬土3种均质地基作为研究基准,采用广义层间位移谱,结合有限元计算模型,考虑场地类型和距车站水平距离两个影响因素,分析地铁车站的存在对临近建筑结构的动力影响.结果表明,在地震动作用下,地铁车站的存在将增加临近地表建筑结构的层间位移角,给结构的安全性和抗震性能带来不利影响;随着距离车站水平距离的增加,地铁车站的影响将逐渐减小.结合本文算例初步认为,在软土场地条件下,地铁车站的影响最为显著;同时给出不同场地条件下,地铁车站所能影响的区域范围以供参考.软土场地中,地铁车站对距离车站2.0倍车站水平宽度范围外的地表建筑的影响仍十分明显,需要妥善考虑;而在硬土场地条件下,当距离车站的水平距离超过1.5倍车站宽度时,车站的影响已可忽略.     

深基坑开挖对邻近大直径管线影响的优化分析

为了研究由狭长型的市政管廊基坑开挖引起邻近管线沿长度方向的位移变化.以杭州管廊基坑工程为背景,运用有限元软件PLAXIS建立三维数值模型,探讨不同围护结构形式下的基坑开挖对邻近大直径污水管线的影响规律.分析得出管线的位移因近邻基坑的开挖存在时空效应,且提高基坑围护结构的刚度可以减小20％管线位移量;同一围护结构形式下两...     

邻近建筑对超高层建筑风振响应的干扰效应

在同济大学TJ-2边界层风洞中进行了上海环球金融中心气动弹性模型的风洞试验,分析了距离较远且高度约为环球金融中心一半的周边建筑以及距离较近且高度与环球金融中心相当的金茂大厦对环球金融中心顶部平动和转动平均位移、均方根位移和绝对最大加速度的干扰效应.结果表明:当高层密集建筑群(不考虑金茂大厦)集中在上游或上游偏一侧时,会对平均值和均方根有一定的影响,特别是扭转响应,当高层密集建筑群集中在下游时,影响很小;当金茂大厦位于环球金融中心的上游或上游稍偏一侧时,会减小环球金融中心的平动平均位移响应,表现为挡风效应,其尾流会增大环球金融中心的平动均方根位移响应,而当遮挡效应使得平均或脉动压力在形心轴两侧分布不均时会增大转动平均或均方根位移响应.与以往研究不同的是,当金茂大厦位于环球金融中心下游或下游偏一侧时,会改变环球金融中心的漩涡脱落频率,当漩涡脱落频率和结构第一阶固有频率接近时,会在该频率振动方向产生显著的涡激共振现象.当金茂大厦位于环球金融中心一侧时会产生狭道效应(穿堂风),可能会对水平和扭转的平均和均方根位移响应产生影响,视狭道方位和压力分布状况而定.     

爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应

弹性支撑是常用的隔振减振手段,研究爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的动力响应对提高地下防护工程内部人员及设备的战场生存能力具有重要意义。应用ANSYS/LS DYNA非线性显式动力有限元分析程序,模拟了爆炸荷载下弹性支撑地下拱结构的模态和动力响应,得到了低阶自振圆频率变化曲线和拱顶、拱肩、拱脚动力响应时程曲线。结果表明：弹性支撑减小结构固有频率,延长结构自振周期,具有良好隔振减振作用;临界刚度系数导致结构的一、二阶模态易同时激发,结构设计时应予以避免;与刚性支撑地下拱结构相比,弹性支撑地下拱压力、应力峰值减小,出现时间延长,竖向位移峰值增大,抗爆承载力提高;弹性支撑的刚度系数并非越小越好,应根据结构抗爆承载力和极限位移设计要求合理设置。     

盾构隧道穿越地下管线施工技术

结合上海地铁7号线东明路站～杨高南路站区间隧道穿越原水管工程实例,重点介绍了盾构地铁隧道穿越地下管线施工技术,并提出了各项保障措施。