地铁车站端头井围护结构施工状态的数值分析

针对某地铁车站端头井围护结构,采用弹性地基杆系有限元计算模型和荷载总量法理论,用通用程序ALGOR,分析计算车站端头井围护结构在基坑开挖、回筑阶段每一工况的内力和变形,计算结果显示:①开挖阶段,围护结构最大变形发生在开挖面附近,支撑轴力随基坑开挖深度增加而增大;②回筑阶段,围护结构变形变化较小,随着支撑拆除,剩余支撑轴力逐步增大;③在围护结构施工过程中,其开挖侧最大弯矩出现在开挖阶段,迎土侧最大弯矩出现在回筑阶段,各道支撑最大轴力出现在回筑阶段。     

地铁车站重合结构模型计算探究

根据地铁车站重合结构模型受力特点,结合西安地区黄土地层条件下地铁工程设计实例,分别对施工阶段和正常使用阶段最不利荷载工况条件下车站主体结构的内力进行了研究,主要以弯矩为例对各不利工况下内力变化规律进行了分析总结,最后对围护结构参与主体结构计算时的贡献程度作了比较分析,可供类似工程参考。     

地层环境变化对地铁车站结构内力的影响研究

现行地铁车站的结构设计中,地层环境变化如何影响车站结构的内力还需要更进一步分析研究。以某地铁车站为例,建立结构空间有限元模型。通过不同的岩土弹性抗力系数和静止土压力系数来探讨地铁车站结构内力的分布影响规律。由此得出结论:随着岩土的弹性抗力系数增大,车站顶板和中板的横向最大负弯矩均增大,底板横向最大正弯矩减少,侧墙横向最大正弯矩增大和横向最大负弯矩减少,底板纵梁最大弯矩减少,柱子最大轴力减少;随着岩土的静止土压力系数增大,顶板、中板和底板横向最大正弯矩减少和横向最大负弯矩增大,侧墙横向最大弯矩增大。     

饱和软土场地中地下结构非线性地震响应分析的一个FEM-IBEM耦合方法

基于Biot孔隙介质理论,提出了饱和软土场地中地下结构非线性地震响应分析的一个有限元–间接边界元(FEM-IBEM)耦合方法。方法考虑了饱和土骨架与孔隙水的动力耦合作用及饱和土–结构动力相互作用,并通过等效线性化方法考虑土体的非线性。该耦合方法的特点之一是有限元子域和间接边界元子域相互独立,非常适合并行计算,提高计算效率;特点之二是能够同时考虑有限元子域(近场)和间接边界元子域(远场)的土体非线性。通过与文献结果对比,验证了FEM–IBEM耦合方法的正确性和计算精度。以天津滨海地区一典型深厚饱和软土场地中两层双跨地铁车站为例,计算了地铁车站结构的地震内力和变形,并比较了饱和土体线性和非线性情况下地铁车站地震响应的差别,和饱和土体模型和单相土体模型情况下地铁车站地震响应的差别。研究表明:土体非线性对地铁车站结构的地震内力和变形具有显著影响;饱和土骨架和孔隙水的动力耦合作用对地铁车站结构地震内力和变形也有明显影响。     

深圳市某大型地铁车站盖挖逆作法设计探讨

对一个采用盖挖逆作法的地铁车站进行了施工全过程的模拟计算,较好地反映了使用阶段的结构受力对施工阶段受力的继承关系,从而得到较为准确的内力和变形,并对侧向土压力的选取及不对称结构支撑刚度的修正提出建议,同时计算也表明,采取墙背土压力随开挖过程而变化的方法更合理,对类似设计具有一定参考价值。     

位移相关土压力对深基坑围护结构的影响

根据深基坑工程土压力发展的特点,本文建立了土压力与位移的相互关系,推导了基坑开挖面上土体达到主动土压力时围护结构墙体所需极限位移的计算公式,结合了按弹性地基梁模型编写的有限元程序mmethod,计算了杭州市一地铁车站围护结构的内力和变形,并与实测数据进行了比较,也为其他深基坑工程土压力的取值提供一定的参考。     

考虑墙体位移与土压力耦合的弹性地基梁法

引入墙土摩擦角和土体内摩擦角发展规律的公式,建立非极限土压力与围护结构水平位移的耦合关系。并将该土压力模型嵌入弹性地基梁法的控制方程,利用杆系有限元法求解开挖全过程地下连续墙的受力变形特性。算法经应用于实际基坑案例,并与传统弹性地基梁法计算结果及现场实测数据对比分析,结果表明:考虑围护墙位移与土压力耦合关系的弹性地基梁法能够合理计算及反映土压力从静止土压力向主动土压力的发展过程;对比传统弹性地基梁法,该修正方法计算的围护结构的受力变形特性计算值与实测值更吻合,可为工程实践与设计优化提供更好的理论支持。     

地铁围护结构地墙加长与土层扰动的关系

针对扰动土对地墙围护结构工程中施工的不利影响,以某地铁车站地墙围护结构为例,利用同济启明星FRWS 7.2软件,分别计算出不同程度扰动土和不同长度的地墙围护结构下的整体稳定性、坑底抗隆起、墙底抗隆起等各个安全系数,为实际工程提供有利的依据。     

盾构工作井围护结构在施工全过程的内力测试分析

探讨了地铁车站端头井围护结构计算方法 ,结合某地铁车站施工中对盾构工作井端墙的内力现场测试 ,表明连续墙在坑外土体搅拌加固时 ,内力变化最大 ,其次是在基坑开挖阶段 ;内衬墙修好后 ,盾构洞的开凿和盾构的进出洞 ,对连续墙内力的影响较小     

有限元法在地铁车站坑底加固技术中的应用

在软土地区的一些深基坑工程中,坑底加固可以减少围护结构的水平位移及对周边环境的影响,降低坑底隆起和坑底承压水突涌的风险。由于坑底加固的选择往往造成工程造价的增大,利用有限元法对坑底加固方案进行技术优化就十分有必要。针对地铁车站基坑,模型选用了适合土体开挖的Hardening-Soil本构模型。通过对计算出的地表沉降、地墙的水平位移和坑底隆起的比较分析,提出了一些合理建议。     

静止侧压力系数K_0对主体结构计算结果的影响

土层的静止侧压力系数K0能够反映出地基中水平向应力的变化,直接推算出作用在挡土结构物上的压力分布及工程安全性。对于带围护桩的地铁车站主体结构,考虑围护桩的有利作用时,侧压力的变化对车站的主体结构计算有一定的影响。当侧压力系数由0.3变化至0.6时,对顶板角部最大负弯矩、侧墙跨中最大正弯矩和侧墙支座最大负弯矩有明显的影响,且均随K0的增大而增大约20%左右;对其他部位的弯矩影响较小,变化均在5%以内。     

地铁车站深基坑施工有限元分析

地铁车站深基坑施工涉及复杂土体-结构相互作用问题，例如土体变形、应力分布、支撑结构稳定性等。文中以南方地区某地铁车站项目为依托，应用有限元软件，围绕围护结构水平位移、地表沉降、坑底隆起变形、降水对基坑变形的影响等展开研究。结果表明，开挖1工序下，围护结构水平位移与开挖深度成反比，地连墙顶部水平位移最大为3.1 m，底部水平位移最小。开挖2、3、4工序下，围护结构水平位移随深度的增加先增后减，在地连墙腹部处达到最大。地表沉降曲线呈V形，距基坑边缘约15 m左右处地表沉降量达到最大。     

地下连续墙对地铁车站主体结构内力计算的影响

以实际明挖车站工程为背景,通过有限元软件,分别计算车站主体结构在有无围护结构(地下连续墙)情况下的结构内力,并进行比较分析。本次建模计算分别采用SAP84与ANSYS有限元软件,通过两个软件的计算对比,发现有无围护结构对侧墙的内力影响十分明显,特别是侧墙中部。总的来说无围护结构方案计算过程简便,内力曲线更加连续合理,对地铁车站设计具有一定的指导意义。     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3～0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35～0.45倍的开挖深度。     

软土地区换乘车站取消换撑数值仿真研究

天津软土地区的地铁车站都在基坑最下部撑下设计一道换撑。文章通过三维模型计算,进行了增加换撑和未增加换撑车站水平位移、围护结构水平弯矩、竖向弯矩的对比分析计算,结果表明取消换撑仍可以满足车站基坑变形和内力要求。     

地铁车站端头井受力分析模型的对比研究

针对地铁车站结构设计中,平面框架模型无法模拟端头井盾构吊装未封孔时的最不利工况,本文采用sap2000软件建立端头井三维空间模型,并将计算结果与平面框架模型进行比较。结果显示:盾构吊装阶段侧墙底部负弯矩显著增大,中支座处由于环框梁的挠曲变形产生正弯矩。对端头井环框梁结构采用三维空间模型分析,结果显示内力较二维连续梁模型显著减小,空间效应明显。建议地铁车站结构设计中采用三维空间模型分析端头井盾构吊装工况下的受力状况。     

深圳地铁岗厦北站主体结构空间受力分析

针对目前地铁车站结构设计中平面简化方法的局限性,以深圳地铁岗厦北站为例,利用ANSYS 13.0建立车站标准段主体结构空间有限元模型,对车站主体结构在施工阶段和正常使用阶段下的受力特性进行分析。计算结果表明:车站各层板承受双向正弯矩;侧墙单向受力明显;空间计算模型能避免平面简化模型对车站各结构构件协同受力作用和中板开洞的忽略;正常使用阶段工况为最不利工况。研究结果对类似工程设计具有一定的参考价值。     

地铁车站结构端部效应影响范围研究

常规的地铁车站抗震设计均是选择跨中截面按平面问题进行计算分析和设计,但在靠近车站前后端墙的区域必然受端墙及区间隧道的影响,从而应考虑其空间效应,即端墙的端部效应。基于对地铁车站及区间隧道振动台试验的数值模拟,验证数值模型的合理性,然后对地铁车站结构端部空间影响范围进行一系列的数值分析,主要考虑地铁车站结构跨数及层数、土体参数、地震波类型及幅值以及区间隧道数量的影响。计算分析结果表明:车站结构的跨数、层数以及区间隧道的数量均会对地铁车站端部影响范围产生一定的影响,车站结构端部影响范围最大的为2层3跨车站,其影响范围为1.6B(B为结构宽度);地铁车站结构端部效应影响范围与其自身结构特性相关,而受土体参数和地震波类型及幅值影响较小,同时对比分析表明采用柱端弯矩作为端部影响范围的评价指标更为合理。     

轨道交通车站复合墙结构体系使用阶段计算分析

对轨道交通车站复合墙结构体系使用阶段计算方法进行分析讨论。复合墙是指轨道交通车站地连墙与内衬墙间由防水层分隔,接触面只传递法向压力的一种结构体系。相较于叠合墙体系,复合墙结构在使用阶段的计算上相对复杂,计算结果受边界条件取值影响较大。首先对复合墙体系车站标准段使用阶段计算方法进行介绍,然后从工程实例出发,研究计算模型中地连墙与内衬墙间受压连杆刚度及基底土基床系数取值对结构内力计算结果的影响。     

深厚软弱土层中地铁车站复合墙结构受力分析

基于考虑围护结构刚度折减的链杆模型,对某软弱地层中的标准二层地铁车站复合墙结构进行了计算分析,得到复合墙结构的受力特性,并重点分析了覆土厚度、地基加固、围护结构刚度对复合墙结构受力的影响,提出了简化链杆模型。