润扬大桥南锚场区基坑涌水量及扬压力的数值模拟

润扬大桥南锚工程为一大型深基坑工程。在钻探、物探、构造分析、抽水试验和压水试验工作的基础上，分析和概化了场区的水文地质条件，建立了数学模型，并用数值方法求解。预测了施工时的地下水涌水量，计算当基坑开挖排水时作用于强风化带底部的扬压力及对基坑稳定性的影响，为设计施工提供地质依据。     

利用Modflow预测某基坑降水引起的地面沉降

在掌握场区水文地质条件和抽水试验成果的基础上，通过利用Modflow对某基坑降水工程建立了较合理的渗流计算模型，并针对可能采用的基坑降水方案，模拟预测出基坑降水下的基坑内外地下水位变化，定量评估了基坑降水引起的附加地面沉降问题，为结构设计核算和施工应对措施提供了重要依据。     

拟建武汉地铁盾构法施工的有限元数值模拟

以拟建中武汉地铁线路的5个重点地质剖面为例，用平面弹塑性有限元方法对该地铁隧道用盾构法施工中周围土体动态进行了数值模型，分析了土体中的生区，位移，应力分布及地表下沉情况，并提出了相应的认识和建议。     

岩溶区隧道围岩--支护体系稳定性研究

岩溶是地下水地质作用的过程和结果，是隧道建设面临的不良地质现象之一。正在建设中的某高速公路隧道出口段岩溶地质作用强烈，溶隙、孔洞发育，且受构造变形及后期淋滤溶蚀作用强烈，力学强度低，岩性复杂。其角砾状粘土岩和水云母粘土岩多已泥化成粘土，遇水易膨胀。岩溶区隧道围岩——支护体系的稳定性是该隧道建设面临的主要问题。文章结合隧道施工过程中的围岩变形监控量测和三维弹塑性有限元数值仿真模拟对隧道围岩——支护体系的稳定性进行了研究。围岩水平收敛和拱顶下沉位移及速率变化特性表明，在监测时段内隧道围岩无趋于稳定的迹象。施工动态力学数值仿真模拟表明，在初期支护条件下，围岩出现了较大范围的塑性破坏区，两隧道之间(间距45．0m)围岩破坏接近度达到0．70，最大竖向位移达到3．0mm，表明隧道全断面施工时，两隧道相互作用影响程度较大。为确保隧道围岩——支护体系的稳定，选择合理的施工方法，制定切实可行的支护方案提供了信息。     

中速喷浆法的研究与应用

利用建立人模拟旋喷装置，对喷浆提速进行了研究。模拟试验成果及初步分析表明，适当提高喷浆速度，不会影响成桩质量，在广州工地施工试验表明，钻孔孔口反浆后，中速喷浆，可节约水泥，而桩的承载力不变。     

三维非线性有限元分析在地下管棚支护中的应用

结合某地下隧道管棚支护设计及施工方案，采用三维非线性有限元对该洞库的开挖与支护过程进行了模拟，得出的结论是：管棚支护对于控制地表沉降、侧墙水平位移和塑性变形作用明显；不同管径和管间距对位移最大值影响有限，但对管钢内应力有较大影响；不同开挖进尺、不同注浆加固厚度对围岩变形及支护结构的影响较大。该数值分析结果与以往现场实测结果相一致，可作为相关工程设计和现场施工的理论指导。     

西藏直孔水电站大坝混凝土防渗墙超前支护成槽试验研究及施工

在西藏直孔水电站松散砂卵石地层混凝土防渗墙成槽施工中，结合坝基水文地质及工程地质特点，创造性地提出了超前支护成槽方案，通过三维应力模拟和渗透试验，结合现场生产试验，对原方案更进一步完善，在施工中加以应用获得了成功。     

大面积无序堆土引起基桩沉降的研究

某大型建筑工程因出土条件发生变化，施工工序有所调整，需在已施工的基桩上大面积堆土。大面积堆土会引起群体基桩的沉降，基槽开挖后基桩沉降离散性较大，最大基桩沉降高达670 mm，单体建筑物中基桩间沉降差最大极值高达510 mm，远超过规范计算值，沉降原因存在争议。采用有限元软件PLAXIS3D建立三维数值模型并对基桩沉降综合分析，结果表明，在已施工完成桩基上方大面积堆土可引起基桩较大沉降，地表及桩顶最大沉降均位于堆土中心，沉降最大与最小的两基桩上部负摩阻力相差一倍；按区域分析，大面积无序堆土引起基桩整体沉降趋势符合软土地区的沉降规律；各基桩产生较大离散性主要因素包括堆土厚度、堆土面积、堆土时间、排水条件、桩穿越土层情况、桩端下卧层的土层情况等。本研究为类似工程积累了经验。     

用施工状态的数值模拟来指导隧道设计

招宝山隧道是由两条平行的，毛跨约１４ｍ的隧道组成的城市高速路隧道。通过施工状态的数值模拟对隧道围岩的位移和应力状态进行研究，以确定围岩的稳定性及可能发生破坏的位置及破坏方式，并据此作为设计的依据之一。     

特大超深基坑分段施工技术的数值模拟研究

本文针对正在建设中的润扬大桥特大深基坑的分段施工过程进行了三维有限元仿真模拟，得出了冻结壁和内衬可以承受施工期间发生的变形和拉（压）应力，没有超过允许值而不会失稳的结论。并和理想大开挖情况下，无衬和有衬时的弹性分析结果以及分别采用实体单元和壳单元模拟内衬时的弹塑性计算结果及轴对称情况下的ANSYS计算结果进行了比较，取得了较为一致的结论。     

大断面海底隧道CRD法绝对位移控制基准建立及应用研究

隧道位移控制基准的建立是确保隧道安全施工的一项重要内容。以厦门－翔安海底隧道陆域浅埋暗挖段CRD法施工为工程背景,陆域浅埋段总长约2 525 m,主要穿越全、强风化花岗岩地带,含水率高、自稳能力差。依据全站仪非接触量测获得初期支护三维绝对位移分布规律,确定三维绝对位移基准控制指标,同时对86个围岩位移监测断面的监测数据进行变形正常断面和变形异常或险情断面的位移量统计分析,最终确定CRD法（center cross diaphragm method,交叉中隔壁法）三维绝对位移控制基准。研究结果表明,将CRD1、CRD3部拱顶竖直位移和上中隔墙、下中隔墙水平位移作为CRD法位移控制指标;CRD1部和CRD3部拱顶下沉极限位移分别为200 mm和130 mm;CRD3部拱顶竖直位移约为CRD1部的0.5～1倍;上中隔墙水平极限位移约为100 mm,下中隔墙水平极限位移约为15 mm。通过现场97个断面应用,共发现58次异常和险情,由于发现及时,处置有力,保证了施工安全。     

隧道施工由CRD改为CD工法衬砌结构内力及变位分析

在隧道施工中地质较差地段施工工法一般都会采用CRD工法,采用CRD工法进行施工虽然能比较安全的掘进,但其各部施工相互干扰很大,在工期要求很紧的情况下,CRD工法很难取得满意的进尺.在对前面围岩有了进一步的认识后,改变工法,对于施工进度要求是非常有利的,本文以一特定隧道的围岩参数及衬砌参数对CRD工法下和CD工法下的衬砌结构内力及变位进行了模拟分析,分析结果认为:在此特定隧道围岩条件下,将CRD工法改为CD工法,其结构内力和变形在结构的承载能力之内,以期能为施工提供参考.     

地裂缝场地地铁隧道施工C RD工法优化研究

以西安地铁6号线区间隧道浅埋暗挖施工穿越地裂缝场地为研究工程背景,考虑地裂缝场地的特殊性构建了基于传统CRD工法的施工优化工法,并对传统CRD工法和优化CRD工法施工开挖过程进行了三维动态的有限元数值模拟,结合现场监测试验数据,对比分析了两种工法下地裂缝场地地表沉降变形规律和地铁隧道受力变形特征.结果表明:两种CRD工...     

海底隧道围岩位移全曲线研究

限于施工现场条件,目前的隧道量测位移均是隧道实际位移的一部分,而隧道量测全位移则少有研究。以厦门海底隧道工程为依托,对隧道开挖各部拱顶下沉监测数据进行了回归分析,得出了海底隧道CRD1和CRD3部拱顶下沉未监测到位移的第1部分Y1。采用三维有限差分程序研究海底隧道各部位移全曲线,得出了掌子面到达研究断面前发生位移所占比例。根据实测资料得出海底隧道CRD1部和CRD3部拱顶下沉未监测到的位移第2部分Y0。将Y0和Y1与实测部分Ym相加,即得到隧道位移全曲线。     

计算河流动力学理论体系框架探讨

计算河流动力学重在研究河流动力的时空变化,实质上是计算流体力学、计算土力学在河流动力学中的应用,但并非简单组合,主要难点源自相间作用机理复杂性及研究对象多尺度性所导致的应用可行性问题。问题解决的过程中产生大量新的适于河流动力计算的数学模型和数值模型,但当前理论体系还缺乏系统性。综合河流动力学、计算流体力学、计算土力学理论,给出计算河流动力学的理论体系框架,明确计算河流动力学各部分内容的基本联系。基于此理论体系,可以方便地判断模型准确性、计算量和复杂性,构建最优的数学模型,并判断数学模型的发展方向。     

Using CRD method for quantification of groundwater recharge in the Gaza Strip, Palestine

Rainfall is the main source of groundwater recharge in the Gaza Strip area in Palestine. The area is located in the semi-arid zone and there is no source of recharge other than rainfall. Estimation of groundwater recharge from rainfall is not an easy task since it depends on many uncertain parameters. The cumulative rainfall departure (CRD) method, which depends on the water balance principle, was used in this study to estimate the net groundwater recharge from rainfall. This method does not require much data as is the case with other classical recharge estimation methods. The CRD method was carried out using optimisation approach to minimise the root mean square error (RMSE) between the measured and the simulated groundwater head. The results of this method were compared with the results of other recharge estimation methods from literature. It was found that the results of the CRD method are very close to the results of the other methods, but with less data requirements and greater ease of application. Based on the CRD method, the annual amount of groundwater recharge from rainfall in the Gaza Strip is about 43 million m³. An erratum to this article can be found at     

强风化花岗岩弹塑性本构模型研究(Ⅱ):工程应用

根据文献[1]优化反演得到隧址处强风化围岩应变硬化弹塑性本构模型的计算参数,通过数值仿真研究CRD法、双侧壁法和台阶法3种工法时围岩与支护结构的受力变形情况,结果表明,CRD法为最优工法。在此基础上,根据翔安隧道左线ZK8+257～ZK8+307段的现场实际施工情况,建立三维模型动态模拟隧道CRD法开挖支护全过程,并将计算的变形位移与现场实测数据进行对比分析。研究表明：提出的弹塑性硬化本构模型及其数值仿真技术可较好地反映强风化花岗岩隧道开挖过程中的变形和破坏规律。其研究成果可为衬砌结构设计以及国内同类型隧道的施工和衬砌支护技术设计提供可靠指导。     

Partial melting in the Inzie Head gneisses: the role of water and a petrogenetic grid in KFMASH applicable to anatectic pelitic migmatites

A sequence of prograde isograds is recognized within the Dalradian Inzie Head gneisses where pelitic compositions have undergone variable degrees of partial melting via incongruent melting reactions consuming biotite. Three leucosome types are identified. At the lowest grades, granitic leucosomes containing porphyroblasts of cordierite (CRD‐melt) are abundant. At intermediate grades, CRD‐melt mingles with garnetiferous leucosomes (GT‐melt). At the highest grades, CRD‐melt coexists with orthopyroxene‐bearing leucosomes (OPX‐melt), while garnet is conspicuously absent. The prograde metamorphic field gradient is constrained to pressures of 2–3 kbar below the CRD‐melt isograd, and no greater than 4.5 kbar at the highest grade around Inzie Head. A petrogenetic grid, calculated using thermocalc , is presented for the K₂O–FeO–MgO–Al₂O₃–SiO₂–H₂O (KFMASH) system for the phases orthopyroxene, garnet, cordierite, biotite, sillimanite, H₂O and melt with quartz and K‐feldspar in excess. For the implied field gradient, the reaction sequence predicted by the grid is consistent with the successive prograde development of each leucosome type. Compatibility diagrams suggest that, as anatexis proceeded, bulk compositions may have been displaced towards higher MgO content by the removal of (relatively) ferroan granitic leucosome. An isobaric (P = 4 kbar) T–a_H2O diagram shows that premigmatization fluids must have been water‐rich (a_H2O > 0.85) and suggests that, following the formation of small volumes of CRD‐melt, the system became fluid‐absent and melting reactions buffered a_H2O to lower values as temperatures rose. GT‐ and OPX‐melt formed by fluid‐absent melting reactions, but a maximum of 7–11% CRD‐melt fraction can be generated under fluid‐absent conditions, much less than the large volumes observed in the field. There is strong evidence that the CRD‐melt leucosomes could not have been derived by buoyantly aided upwards migration from levels beneath the migmatites. Their formation therefore required a significant influx of H₂O‐rich fluid, but in a quantity insufficient to have exhausted the buffering capacity of the solid assemblage plus melt. Fluid : rock ratios cannot have exceeded 1 : 30. The fluid was channelled through a regionally extensive shear zone network following melt‐induced failure. Such an influx of fluid at such depths has obvious consequences for localized crustal magma production and possibly for cordierite‐bearing granitoids in general.     

平行小净距盾构与CRD法黄土地铁隧道施工力学研究

西安轨道交通工程是目前首例在我国黄土地区修建的地铁隧道,一号线枣园北路站至汉城路站K12+792.744～K12+889.899区间隧道为同时满足双线正常行车和右线停车线扩大断面的功能需要,选取了左线小断面隧道为盾构法与右线大断面隧道为CRD法相结合的施工方案。针对该地铁隧道的施工过程,进行了三维动态数值模拟和施工力学分析,通过分析施工引起的地表变形、中间土体应力和围岩塑性区的特征和规律,从而研究得出CRD法与盾构法隧道先后施工相互影响的规律性成果：先行大断面隧道采取CRD法施工对后行小断面盾构隧道上方地表沉降的影响较后者对前者的影响大;后行隧道的贯通使得先行隧道开挖形成的地表变形轴线向后行隧道侧偏移了约0.5倍净距,并且地表变形的横向影响范围和地表沉降量均有增大,主要表现在靠后行隧道一侧;先行大断面隧道的开挖较后者对中间土体应力影响大,对相邻洞土体的影响在同掌子面处最为显著。结合西安地铁隧道工程实践开展的数值模拟分析研究,可为今后在黄土地区修建地铁隧道提供具有指导意义的研究成果和宝贵的工程实践经验。     

节理岩体中双向八车道小净距隧道施工方案优化分析

结合福州国际机场高速公路2期工程魁岐2号双洞八车道特大断面小净距隧道工程,建立了离散元数值模拟分析模型,针对节理岩体中特大断面小净距隧道施工方案进行了优化分析。分别研究了双侧壁导坑法、CRD法和CD法3种施工方案下隧道拱顶下沉、中间岩柱水平位移、围岩水平位移和围岩塑性区的变化规律。基于研究成果,并结合魁岐2号特大断面小净距隧道现场实际情况,在该隧道进口Ⅴ级围岩段,将双侧壁导坑法变更为CRD法,顺利完成了施工,此施工方案的变更对降低施工成本、加快施工进度、缩短施工工期均起到了较好的作用。研究结果可为类似条件下特大断面小净距隧道的设计、施工提供借鉴与参考。