软土深基坑变形性状的时间效应研究

在软土中开挖深大基坑,开挖中围护结构位移、结构体的外荷和内力会随着基坑暴露时间的增长而变化,呈现出明显的时间效应.利用大型有限元分析软件ABAQUS分析了深基坑开挖过程中超静孔压的消散、墙体水平位移等的发展变化规律;考虑了固结与蠕变耦合作用对基坑变形的影响.实例分析表明,在同一工况下,考虑蠕变与固结耦合作用比不考虑耦合作用时的地下连续墙水平位移要大,与实际情况更接近.     

软土基坑开挖对邻近桩基影响的时效分析

由于软土具有较强的流变性,在分析开挖对邻近桩基的影响时应考虑时间效应。使用土体流变本构模型,利用有限元分析了受基坑开挖影响的邻近单桩的受力变形性状。计算结果表明:考虑土体蠕变特性后,桩基的侧移、弯矩均比不考虑土体蠕变时显著增大;基坑开挖结束后,邻近桩的受力变形仍会继续增大,表现出明显的时间效应。通过参数研究,分析了本构模型、应力历史、桩墙距离、开挖速度、降水等对桩基受力变形性状的影响。     

基坑降水对坑底土体回弹影响的试验研究

采用逆作法时,深基坑开挖引起的坑底隆起对于地下工程结构会产生显著影响。目前对于深基坑的回弹量计算,都是以基坑开挖卸荷为基本应力路径获取变形模量,并未考虑降水的影响。软土地区深基坑的开挖,特别是深度达20～30 m甚至更深的超深基坑工程,均要涉及到大幅度降低坑内地下水位的问题。应用三轴试验对基坑工程开挖与降水交替作用下开挖区土体的强度与变形性状进行模拟,并与仅考虑基坑开挖作用下被动区土体的强度与变形性状进行比较。结果表明:对超深基坑,降水作用可改善土体的力学性状;大深度降水对基坑总的回弹量有较大影响,能显著减小回弹总量。基于降水对基坑被动区土体强度及变形性状的显著影响,在深基坑工程设计中应考虑实际的应力路径,即进行考虑降水与开挖综合影响的分析。     

高铁铁路路基建设施工阶段沉降分析

我国东南沿海地区多为饱和软土地层,共建(构)筑物地基沉降主要由主固结沉降及次固结沉降组成。为充分反映饱和软土这一特性,需在数值分析中采用考虑土体蠕变-固结耦合效应的本构模型。通过工程实例,将上体蠕变-固结耦合效应应用于高速铁路路基沉降分析,结果表明:考虑土体蠕变-固结耦合效应可以较好的反映沉降的变化及工后沉降的发展趋势。     

固结和蠕变耦合作用软土深基坑变形性状研究

利用大型有限元分析软件ABAQUS分析了深基坑开挖过程中超静孔压的消散、墙体水平位移等的发展变化规律,考虑了固结与蠕变耦合作用对基坑变形的影响,实例分析表明,在同一工况下,考虑蠕变与固结耦合作用比不考虑耦合作用时的地下连续墙水平位移要大,与实际情况更接近。     

超深开挖对抗拔桩承载力影响的离心机试验研究

深基坑开挖会改变桩周土的应力状态,影响抗拔桩的承载力。通过离心机模型试验,研究了超深开挖对抗拔桩承载力的影响。采用考虑基底土超固结效应影响的有限元数值模拟分析方法,对离心机试验进行了计算分析,研究超深开挖对抗拔桩承载力影响的内在机理。研究结果表明：坑内土体卸荷,桩侧土体有效应力降低,抗拔桩承载力下降;受基底土超固结效应的影响,桩侧土静止土压力系数要大于正常固结状态,桩侧极限摩阻力与抗拔桩承载力大于正常固结状态;不考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响,以覆土条件下的承载力做为设计取值,偏于不安全;考虑基坑开挖对桩周土应力水平的影响,但不考虑基底土的超固结特性,抗拔桩承载力的取值偏于保守。     

软土基坑引起下卧隧道隆起的非线性流变

软土地区深基坑开挖改变了周边土体的初始应力,引起周边土体的位移,对周边构筑物造成不均匀沉降、混凝土开裂等不利的影响,并且可能危及临近地铁隧道的安全。对基坑开挖引起的下卧隧道的隆起变形进行了研究并提出了实用的预测方法。基坑开挖土体卸载引起的土体变形采用了Boussinesq应力解进行求解,隧道反力引起的土体变形采用了弹性半空间Mindlin应力解进行分析。隧道本身变形采用了弹性的地下连续梁进行分析,并且考虑隧道与土体的相互作用。通过引入软土的非线性流变模型,考虑了软土变形的时间效应,因此可以对复杂开挖过程进行模拟分析。还对基坑开挖对隧道隆起的效应进行了讨论,通过上海市某重点工程实例的隧道隆起量的预测结果与实测值对比分析,隧道隆起的监测结果证实了该方法的有效性。     

深基坑开挖侧向位移的有限元分析研究

在软土深基坑开挖的有限元模拟中,诸多因素影响着基坑开挖的侧向位移.本文在总结分析前人关于这些影响因素研究的基础上,重点指出：土体静止侧压力系数k0对正常固结和弱超固结软粘土基坑侧向位移有重要影响,并定性分析了k0对此土体条件下基坑侧向位移的影响,为其定量化研究奠定了基础.     

软土地区坑靠坑开挖耦合效应分析

坑靠坑开挖耦合效应影响范围的研究是群坑工程中围护支撑体系设计和对周围环境保护的重点。根据上海软土地区采用地下连续墙支护的深基坑工程案例,基于土体修正剑桥模型,对地下连续墙基坑建立了不同开挖深度和不同基坑间距的坑靠坑有限元平面应变模型。研究分析了单一基坑开挖后,地表沉降和地下连续墙水平位移计算值与实测值的关系。并通过对不同基坑间距和不同开挖深度基坑模型计算值的研究,得到了坑靠坑开挖耦合效应的规律。结果表明:所建模型、土体本构模型以及土体参数具有较好的准确性;坑靠坑开挖产生的耦合效应随着基坑间距的增大而逐渐减小,且减小幅度变缓,确定了产生坑靠坑开挖耦合效应基坑间距的下限值为10倍开挖深度。     

考虑流固耦合作用的深基坑有限元分析

基于比奥固结理论和修正剑桥模型,利用流固耦合模型对复杂地质条件下深基坑降水开挖过程中基坑的时间效应进行研究,并以地铁车站深基坑为例,对基坑降水开挖过程中的渗流固结进行了有限元计算。计算结果揭示了基坑渗流场分布及基坑水土压力和地下连续墙变形、周围地面沉降及基坑底部回弹的分布规律;并将计算结果与现场实测数据进行了对比,发现考虑流固耦合的计算结果与实测数据较为接近,能够比较真实地反映基坑渗流与变形特征。     

滨海软土基坑开挖过程中的时间效应

软土地区基坑开挖过程中,坑内自由面暴露的土体在土压力的作用下会出现蠕变现象,围护结构位移随着土体暴露时间增加而增大;此外,钢筋混凝土内支撑的早期刚度也会随着养护时间的延长而增长,其控制围护结构变形的能力也会相应增长。在二者共同影响下,如何平衡好蠕变时间及混凝土内支撑养护时间,对控制结构变形具有重要意义。以深圳滨海软土地区前海站基坑工程为背景,分析了土体蠕变对围护结构位移、支撑结构内力的影响,并分析了蠕变时间和混凝土内支撑养护时间对围护结构位移的影响规律。结果表明：在养护时间为28 d条件下,仅考虑软土蠕变时,围护结构位移分别增加了13.9%、9.3%、5.3%;同时考虑蠕变和内支撑刚度影响时,每一道软土开挖工况均存在一个最佳施工周期,大约为12～16 d;故当软土地层开挖深度较浅时,应同时考虑软土蠕变和内支撑刚度影响,随着开挖深度增大应优先考虑混凝土早期刚度的影响,确保养护时间。     

软土地下工程与深基坑研究进展

针对当前国内外软土地下工程研究现状进行系统概括和评述,重点探讨深基坑和盾构隧道两种典型地下工程涉及的关键土工问题。其一是复杂地质及环境条件下软土基坑工程的分析方法与新技术,包括基坑围护结构受力分析、基坑抗隆起稳定性分析、渗流对基坑稳定性的影响、深基坑工程中的冗余度问题、软土基坑工程的新技术;其二是软土隧道工程的稳定与变形问题,包括隧道开挖面稳定性分析、渗流对隧道开挖面稳定性的影响、隧道纵向不均匀沉降与长期沉降、隧道地震响应分析与动力模型试验;最后是软土地下工程施工的环境土工效应,包括基坑开挖引起的土体变形、隧道开挖引起的土体变形、地下工程开挖对周围环境的影响。     

深基坑开挖、支撑对围护结构变形的影响

从国内软土地区近年来在深基坑的施工实践研究成果中，可以认识到：在深基坑开挖及支撑过程中，每个分步开挖的空间几何尺寸和支护墙体开挖部分的无支撑暴露时间，与周围墙体和土体位移有一定的相关性。这里反映出基坑开挖中时空效应的规律性。运用时空效应规律，能可靠而合理地利用土体自身在基坑开挖过程中控制土体位移的潜力而达到保护环境的目的，这是一条安全而经济的技术途径。     

考虑土体蠕变效应的软土深基坑工程开挖数值分析

在软土中开挖深大基坑,开挖中围护结构位移、结构体的外荷和内力会随着基坑暴露时间的增长而变化,呈现出明显的时间效应。根据经验,非线性蠕变特性方程式和实验数据拟合得出上海软土的蠕变参数,利用大型有限元分析软件ABAQUS分析了某实际深基坑开挖过程;通过计算数据与实测数据的比较,验证了本方法的可行性。     

广州软土各向异性直剪试验研究

根据基坑开挖导致的土体应力特点及基坑开挖中土体的排水条件,对施工现场的原状广州软土,按与土体沉积面的不同倾角取土样,进行了固结快剪试验,对广州软土各向异性性状进行了研究和探讨。试验结果表明,广州软土各向异性导致的抗剪强度差异明显,其结果对基坑工程的设计计算及基坑的安全稳定有很大指导意义。     

上海虹源盛世超大深基坑工程长时位移计算

针对上海虹源盛世国际文化城超大深基坑开挖扰动位移的时效特性,通过建立适用于基坑复杂结构体系的3D FEM模型和符合工程区域软土流变特性的地层蠕变模型,采用基于开挖卸载过程3D有限元方法与时间增量蠕变位移计算方法相结合,有效解决流变软土地层基坑开挖卸载位移与蠕变位移相互耦合条件下工程扰动区域土体长时位移计算问题。预测计算方法在依托工程中成功应用,为土体长时位移、长时稳定性预测以及工程施工方案的优化提供技术借鉴。     

考虑土体各向异性的深基坑开挖有限元法分析

作者将各向异性弹塑性模型引入到比奥固结理论有限元法中,对深基坑开挖进行了考虑土体各向异性的分析和模拟计算,并通过一深基坑工程实例,对深基坑开挖过程中所引起的基坑周围水平、竖向位移等进行了计算,并将计算结果与不考虑土体各向异性的情况及实测结果进行了比较。     

考虑混凝土支撑徐变的深基坑开挖有限元分析

深基坑开挖时,支撑体系的刚度是影响基坑变形的关键因素之一,由混凝土徐变引起的支撑刚度衰减对基坑性状的影响,目前仍未很好解决。本文以上海某深基坑工程为例,在考虑钢筋混凝土支撑徐变的基础上,利用有限元软件ABAQUS,对开挖过程中支撑体系刚度衰减对围护结构工作性状的影响进行了有限元分析。分析时,土体采用Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,围护墙与土体之间采用接触模型,考虑徐变效应而引起的支撑刚度衰减时,支撑模量采用按龄期调整的有效模量,进而分析了不同开挖阶段支撑轴力及围护墙侧移的变化规律。结果表明,混凝土支撑的徐变效应对围护结构的内力和变形影响较大,在基坑工程设计计算中应考虑这一影响。     

软土深基坑组合式支撑施工技术探讨

由于土体性质的改变对基坑开挖的支护方案起决定性作用,针对温州软土地区深基坑支护,文中重点介绍了温州软土深基坑组合式支撑施工的关键结构施工技术、深基坑开挖、冠梁及钢筋混凝土支撑施工、钢支撑施工。     

软土地区深基坑开挖对邻近盾构隧道的变形影响分析

由于地质原因,所以东南沿海地区的深基坑建设会对地铁隧道造成较大影响.结合一例地铁隧道附近的基坑工程,对土体开挖过程中的时间和空间效应及其在隧道结构方面作用进行了分析,以期找到软土地区深基坑工程中的地铁隧道变形规律和基坑工程施工对盾构隧道的影响程度,从而为类似的工程提供参考.