沿海軟土地層位移風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控復(fù)雜理論及關(guān)鍵技術(shù)

文/ 供圖 | 王穎軼

針對(duì)施工卸載的時(shí)效特性與土體流變耦合缺乏合理力學(xué)模型的科學(xué)解算方法，圍繞沿海軟土地層施工擾動(dòng)與蠕變耦合位移風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控的復(fù)雜理論和關(guān)鍵技術(shù)，項(xiàng)目組開(kāi)展了系統(tǒng)、深入的研究，最終形成“沿海軟土地層施工擾動(dòng)與蠕變耦合位移預(yù)控技術(shù)與應(yīng)用”創(chuàng)新成果，理論、方法及工程技術(shù)都取得了創(chuàng)新突破。

從2012年開(kāi)始，該項(xiàng)目已推廣應(yīng)用于上海城建市政工程（集團(tuán)）有限公司承建的寧波市軌道交通1號(hào)線工程、溫州機(jī)場(chǎng)交通樞紐綜合體及其配套工程等5個(gè)項(xiàng)目，以及中鐵一局集團(tuán)有限公司承建的蘇州市軌道交通3號(hào)線工程、中鐵十八局集團(tuán)有限公司承建的天津地鐵4號(hào)線工程、中鐵隧道局集團(tuán)有限公司承建的無(wú)錫地鐵4號(hào)線02標(biāo)工程、中鐵二局集團(tuán)有限公司承建的無(wú)錫地鐵4號(hào)線一期工程等多個(gè)項(xiàng)目，取得了良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

/ 適用于沿海軟土地層的施工卸載時(shí)效與蠕變耦合長(zhǎng)時(shí)位移理論/

研究建立了應(yīng)變空間與位移空間的等效變換、施工卸載時(shí)效與蠕變耦合長(zhǎng)時(shí)位移計(jì)算方法，有效避免了以往理論積分區(qū)間無(wú)法確定的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了任意蠕變模型在軟土開(kāi)挖擾動(dòng)長(zhǎng)時(shí)位移計(jì)算中的應(yīng)用，為工程計(jì)算提供的基本方法如式（1）所示。

/ 施工時(shí)效與蠕變耦合狀態(tài)下擾動(dòng)長(zhǎng)時(shí)位移計(jì)算方法的建立與應(yīng)用/

施工步段

施工步段內(nèi)時(shí)域離散計(jì)算

融合蠕變預(yù)測(cè)模型的深基坑數(shù)字化施工體系

/ 融合蠕變預(yù)測(cè)模型的深基坑數(shù)字化施工體系構(gòu)建及示范/

將項(xiàng)目研發(fā)的長(zhǎng)時(shí)位移疊加模型和計(jì)算方法應(yīng)用于沿海軟土超大深基坑工程，建立融合蠕變預(yù)測(cè)模型的深基坑數(shù)字化施工技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)構(gòu)建考慮土體流變的基坑開(kāi)挖方式優(yōu)化、監(jiān)測(cè)反演土體參數(shù)、多目標(biāo)控制參數(shù)優(yōu)化、基于疊加模型的長(zhǎng)時(shí)位移預(yù)測(cè)及后續(xù)工藝優(yōu)化的數(shù)字化施工體系。

/ 流變地層樁基沉降時(shí)變特性預(yù)測(cè)計(jì)算方法的建立及示范應(yīng)用/

首次提出適用于流變地層樁基沉降位移的虛擬柱狀結(jié)構(gòu)等效模型，建立了適用于任意蠕變模型的樁基承載力和沉降位移的理論解，解決了樁基施工過(guò)程及工后長(zhǎng)時(shí)位移的預(yù)測(cè)計(jì)算難題。

黏彈性模型未作任何假設(shè)條件約束，實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)工程地質(zhì)條件采用任意組合元件模型，以便更好地模擬地層實(shí)際，以取得更好的模擬計(jì)算效果。