基于两相流运移规律的深基坑工程漏水漏砂引发城市路面塌陷机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51808548
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0807.岩土与基础工程
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

With the large-scale development of underground space, the accident of urban road collapse induced by leakage of groundwater and sand in deep excavation engineering occurs frequently, which increases public nuisance greatly. The process from the appearance of ground cavity induced by leakage of groundwater and sand to the road collapse involve rich scientific connotation. However, the previous studies are mostly qualitative analysis, and the quantitative research based on the disaster mechanism is relatively lack. The flow of groundwater and sand during the disaster is a typically two-phase flow, which could not be correctly described by the traditional seepage-consolidation theory. The movement characteristics of the two-phase flow should be considered to investigate the disaster phenomenon deeply..Firstly, visual model tests which reflect the fluid-soil-retaining structure interaction would be conducted. Based on the test results,multi-field and multiphase coupling numerical simulation, such as FPC-CFD, would be used to research the ground movement pattern during the leakage of groundwater and sand. Besides, according to the ground movement pattern, the influence of ground loss on the security of the supporting system could be researched. The developing and collapse pattern of the ground cavity would be revealed. On the basis of the above study, a comprehensive evaluation criterion considering the ground movement pattern and the supporting system safety would be proposed. This project aims to provide the theoretical basis for the prevention, control and evaluation of this kind of engineering hazard, and it would be meaningful on promoting the security of the deep excavation.
随着我国城市地下空间的大规模开发,出现了大量由于基坑漏水漏砂引发路面塌陷的工程事故,造成了严重的社会影响。围护结构漏水漏砂形成地层空洞从而导致路面塌陷的灾害发展过程具有丰富的科学内涵,然而,以往研究多为定性分析,缺乏从灾害机理出发的定量研究。灾害过程中的水砂流动为典型的固液两相流,采用传统的渗流-固结理论难以对其进行准确描述,需考虑两相流的运移特点进行深入分析。.本课题拟进行可反映流体-土体-围护结构相互作用的可视化模型试验,并基于试验结果利用PFC-CFD等多场多相耦合方法进行数值模拟分析,得到漏水漏砂后地层运移的基本规律。在此基础上,探究漏水漏砂对基坑支护体系安全性的影响;揭示地层空洞孕育、发展及坍塌的条件。最后,提出基于地层运移规律及基坑支护体系安全性的漏水漏砂综合评价指标。本课题的研究可为此类灾害事故的针对性预防、治理及评价提供理论基础,对提高深基坑工程安全性具有重要意义。

结项摘要

伴随着基坑工程向“深、大、长”方向发展,其引发的重大安全事故也越来越多,大多数基坑工程灾害的发生均直接或间接与地下水有关。近年来,出现了大量深基坑工程围护结构漏水漏砂引发路面塌陷的工程事故,造成严重社会影响。然而目前相关研究大多为定性分析,缺乏从灾害机理出发的定量研究。. 本课题采用案例搜集分析、中比尺漏水漏砂可视化模型试验、离散元-计算流体力学耦合数值模拟、理论分析等多种方法开展研究。首先分析了高水压及颗粒胶结作用下水砂两相流的基本运移规律以及土体-结构动态作用机理;在此基础上,针对富水砂层中的基坑围护结构缺陷引发的水土流失问题开展研究,揭示了土体变形演化规律、水土流失量变化规律以及地下水作用机理;针对富水砂层上覆黏性土地层,再现了地层空洞孕育、发展、坍塌过程,并分析了含空洞地层的极限荷载以及地应力重分布规律;最后提出了地层损失率、漏水量突增时间因子、基坑内支撑支护体系抗扰动刚度等系列评价指标,提出了地层水土流失的评价方法。研究表明,对于富水砂层,漏水漏砂后基坑外部地表形成沉降槽,且存在着相对稳定的非影响区;地下水一方面加速土体的流失,另一方面使地层发生朝向漏点的集中运动;对于富水砂层上覆黏土地层,根据漏水漏砂后的地层应力状态可将地层分为空洞区、松动区、主拉应力区以及复杂应力区。课题研究成果对于实现基坑工程漏水漏砂灾害的科学评价、预防、治理,提高城市地下工程安全性具有较为重要的理论与实践意义。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(5)
上海浅部砂层管道渗漏引发塌陷的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    地下空间与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡剑韬;付栋;李婧铭;戴轩
  • 通讯作者:
    戴轩
Influence of tunnelling on the deformation of the overlying excavation bracing system and analysis of countermeasures
隧道开挖对上覆开挖支撑体系变形的影响及对策分析
  • DOI:
    10.1016/j.compgeo.2021.104089
  • 发表时间:
    2021-06
  • 期刊:
    Computers and Geotechnics
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Dai Xuan;Cai Jing;Diao Yu;Huo Haifeng;Xu Guanying
  • 通讯作者:
    Xu Guanying
基于DEM-CFD方法的基坑工程漏水漏砂引发地层运移规律的数值模拟
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    岩石力学与工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴轩;郑刚;程雪松;霍海峰
  • 通讯作者:
    霍海峰
成层软土地区高层建筑PHC管桩抗震性能研究
  • DOI:
    10.15951/j.tmgcxb.2019.s1.032
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    土木工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴轩;郑刚;张楠;刘景锦
  • 通讯作者:
    刘景锦
高水压作用下水砂耦合流失的 DEM-CFD 分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    工业建筑
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    戴轩;霍海峰;程雪松;郭旺;冯兴
  • 通讯作者:
    冯兴

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

Experimental and simpli?ed model study of the development of ground settlement under hazards induced by loss of groundwater and sand
地下水和沙子流失引起的灾害下地面沉降发展的实验和简化模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Natural Hazards
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    郑刚;戴轩;刁钰;曾超峰
  • 通讯作者:
    曾超峰
Parameter analysis of water flow during EPBS tunnelling and evaluation method of spewing failure based on a simplified model
基于简化模型的EPBS掘进水流参数分析及喷涌破坏评价方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Engineering Failure Analysis
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    郑刚;戴轩;刁钰
  • 通讯作者:
    刁钰

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码