深海淤泥地层深基坑施工数值模拟与监测分析

以深圳益田停车场深基坑开挖为案例,以确保地铁车站及周边环境安全为目标,介绍该工程场 区的地质条件、支护形式及施工工序;并根据施工过程的监测结果,借助有限元软件对基坑开挖进行数 值模拟,对地表沉降、桩顶水平位移、支撑轴力和桩顶沉降进行了一系列的分析处理。研究结果表明:基 坑的中上部位置变形最大,横向变形值约为8ｍｍ,支撑轴力会随着施工和气温的不同而有所变化。随 着基坑的开挖,支撑轴力不断增加,最后趋于稳定。研究结果可为该支护形式下的深基坑设计与施工提 供一定参考。     

钢支撑支锚刚度对基坑围护结构的影响研究

为研究钢支撑支锚刚度对基坑围护结构的影响,文章以福州地铁潘墩站深基坑工程为背景,运用控制变量法,通过理正深基坑计算软件对不同钢支撑支锚刚度工况下深基坑进行计算分析,得出不同钢支撑支锚刚度下支护结构最大侧向位移、内力、基坑周边地表沉降及支撑轴力变化规律。研究结果表明:钢管内支撑刚度从200MN/m 2增加到600MN/m 2,钻孔灌注桩侧移量减小,地表沉降量降低,钻孔灌注桩迎土侧弯矩、背土侧弯矩呈减小趋势,钢支撑轴力增大,钢支撑对背土侧地下钻孔灌注桩的约束大于迎土侧。适当增加内支撑刚度可控制周边土体变形。     

基于ICBP神经网络的深基坑支撑轴力预测

依据ICBP神经网络理论建立了深基坑支撑轴力预测模型,对支撑轴力进行预测,并分析支撑轴力的变化趋势.以润扬大桥南汊南锚锭深基坑为例进行了实例分析,结果表明这种方法是可行的,可较准确地预测基础支撑轴力值.     

兰州某地铁车站深基坑开挖变形特性及环境影响分析

针对兰州城区工程地质水文条件复杂的问题,为了研究该地区地铁车站深基坑开挖过程中支护结构的变形受力特点和对周边环境的影响,以迎门滩站深基坑工程为典型案例进行分析。该车站基坑所在区段属黄河漫滩区,地铁穿过地层主要为卵石土,水位5～8 m。该基坑围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑体系。采用PLAXIS 3D有限元分析软件对该基坑建立三维有限元计算模型,土体本构模型采用土体硬化(HS)模型,依据工程实际开挖工况进行分部开挖计算,根据计算结果对桩撑式支护结构的变形和受力及基坑周边地表和地下管线的变形进行了分析。结果表明:围护桩的变形量、地表沉降量和管线位移量会随着基坑开挖深度的增加有逐渐累积的趋势,但在架设内支撑并施加预应力后,这些变形量的增速会减缓甚至变形量会减小。内支撑施加预应力之后自身轴力会有较大增加,之后基本保持不变,对其他内支撑轴力的影响较小。各变形量均在控制范围之内,满足设计和环境要求,表明该深基坑采用的钻孔灌注桩+钢管内支撑支护体系设计合理。研究成果可为后续黄土地区类似地铁车站深基坑工程建设提供一定的参考依据。     

基于HS-Small本构模型的银川地区深基坑开挖-降水过程数值分析

针对银川地区缺乏数值计算深基坑稳定性和锚杆受力等相关研究,运用midas GTS NX软件中HS-Small本构模型,对采取锚钉支护的宁夏自治区银川某地下车库深基坑开挖-地下水位下降过程进行了数值分析。结果表明:随着基坑的开挖,基坑边坡的变形量逐渐增大,最终位移最大值出现在基坑顶部阳角处;锚杆轴力随开挖深度的增加而加大,控制变形能力与所处位置有关,下部锚杆控制变形能力优于上部锚杆,锚钉联合支护形式和土钉墙支护形式界面处变形差异较大;随着开挖和持续降水,周边建筑物沉降缓慢增加且最终沉降小于警戒值;锚钉支护中土钉轴力表现为轻微S型曲线,最大值约位于沿土钉长度3/4位置处;通过模拟结果与实测数据进行了对比分析,两者吻合较好,反分析获得银川地区典型土层HS-Small模型的参数取值,可作为银川地区类似深基坑工程数值模拟的依据。     

ABAQUS在深基坑设计及施工中的应用

以大连地铁某车站基坑开挖为研究背景,综合考虑深基坑降水、开挖、内支撑架设及预加轴力等施工过程,以大型有限元软件ABAQUS为平台,采用相应的数值模拟技术对支护桩系统简化,对施工过程进行合理模拟,建立能够反应实际开挖施工的有限元模型,对各个施工过程进行计算;将有限元计算值与实际开挖过程中的监测值比较分析,验证模拟方法的正确性,得到支护系统的变形及内力随开挖过程变化的规律:支护桩最大水平位移随开挖深度的加深向下移动呈凸形,内支撑轴力在架设后一层时发挥作用最大。研究得到了基坑的数值计算方法的建模思路,可为类似基坑工程提供参考。     

非对称深基坑变形规律现场监测

根据南京市青奥轴线地下交通工程主隧道基坑特点,制定了深基坑开挖施工监测方案,并使用 测斜仪、频率接收仪对基坑的深层水平变形、墙体关键位置处的水平位移以及钢筋混凝土支撑轴力进行 监测。结果表明:非对称基坑开挖过程中,随着基坑开挖深度和支撑的架设位置的不同,墙体位移的模 式也不尽相同;最大水平位移发生位置逐渐下降至６／７倍基坑开挖深度;同时各级轴力也相应增加,并 呈现交替形式。监测过程中,各项数据均小于报警值,支护方案有效。     

关于深基坑工程的数值仿真分析

针对深基坑工程对有限元数值模拟深基坑开挖与支护方法作了详细介绍和研究,并以白沙滩泵站深基坑为工程实例进行了有限元数值仿真模拟与分析。通过GTS软件对其建立二维有限元模型,分析其在各施工阶段的水平位移、沉降以及支撑轴力,对类似泵站基坑工程的设计与施工有积极的参考意义。     

基于数值分析的软土深基坑支撑体系优化设计

随着地下建筑物深度的不断增加,其基坑支护设计的难度亦在加大,特别是软土深基坑的支护设计难度更大。为了对软土深基坑支护体系进行优化设计,采用三维数值分析软件对某深基坑支护进行模拟,对多个环形支撑方案进行比选优化,最终确定了安全性满足要求、经济合理,同时还能最大程度方便施工、缩短工期的最优方案,并成功实施。其经验可为类似的工程项目提供借鉴。     

兰州地铁深基坑围护结构选型分析

为了积累兰州地铁车站深基坑设计和施工经验,填补兰州地区地铁深基坑的桩撑支护设计空 白,结合兰州地铁深基坑工程对土钉墙（复合土钉墙）、地下连续墙、排桩预应力锚杆和排桩内支撑四种 围护方案进行对比,选定钻孔灌注桩加钢管内支撑支护方案。根据基坑开挖监测结果发现:随着基坑开 挖深度的增加,各开挖阶段水平位移与深度变化和内支撑及预应力的施加有关,基坑中部圈梁的侧移最 大;围护桩由于下端嵌固,上端被支撑,桩体变形曲线逐渐向“大肚”形变化,最大水平位移产生的位置也 相应下移。桩撑基坑开挖过程中,应减小悬臂阶段持续时间,尽早施工内支撑且适当施加预应力,加快 基础施工进度,防止因土体流变而产生较大的位移。     

动荷载下深圳前海软土变形及微结构特征研究

为探讨轨道交通动荷载作用下软土变形特征,对深圳前海地区软土进行动三轴试验,并对土样进行电镜扫描,借助多种结构参数从微观角度解释动三轴试验中土样的变形机理。结果表明：围压为100~150 kPa、频率为0.5~1.0 Hz时,临界动应力比为0.2~0.3,但围压为100 kPa、振动频率为0.5 Hz时,临界动应力比为0.15~0.20。低于临界循环应力比的情况下,轴向应变的发展速率随动应力比增加而呈指数增加,围压越小、振动频率越小,轴向应变发展速率越大。通过对微观结构参数进行分析,发现围压的增加使得颗粒更加紧凑,颗粒更多地是被压密;动应力比和频率的增加则会使得土体颗粒更易发生破碎,孔隙更容易被较小的颗粒充填。     

局部破坏对内撑式排桩支护基坑影响的模型试验

为降低实际工程基坑失稳事故发生率,通过室内模型试验研究了支撑失效、土体渗漏等局部破坏对内撑式排桩支护基坑的影响机理。试验结果表明：支撑轴力随基坑开挖加深而增大,靠近基坑中部的支撑轴力增量最大,坑角附近最小;支撑局部失效时,一部分荷载通过围檩传递到邻近支撑,另一部分荷载转换为支护结构的位移协调。当支撑全部失效后,支护结构整体刚度降低,支护体系变为悬臂排桩支护,支护桩位移、弯矩及坑外土体沉降量较支撑全部失效前明显增大;桩后局部土体发生渗漏时,土体迅速垮塌流进坑底形成土堆,同时坑外产生大范围的塌陷区,对周边环境及施工影响较大。     

排桩冻结法深基坑排桩监测水平位移校正模型

对润扬大桥南锚碇排桩冻结法深基坑,通过孔内测斜对排桩水平位移进行监测,监测过程中发现由于冻结和孔底端部位移造成排桩测斜数据有较大误差,必须建立有效的位移校正方法对排桩测斜数据进行校正。数据分析表明,通过压顶梁水平位移不能校正排桩水平位移测斜数据误差,而利用支撑位置位移校正排桩测斜水平位移误差是可行的。通过第一道支撑位置支撑轴力和温度参数对排桩水平位移进行校正,得到排桩水平位移校正模型。利用已有的监测数据,对排桩水平位移校正模型从两方面进行了验证,结果表明,校正模型的建立为基坑反演分析和基坑稳定性预测预报提供了较准确的排桩水平位移监测数据。     

公路隧道地震响应计算的拟静力法

鉴于对公路隧道抗震计算的简化算法迄今研究尚少,提出了一种适用于公路隧道地震响应计算的拟静力法。以Ⅳ级围岩中的双车道公路隧道为例,通过将衬砌结构视为弹性地基上的框架结构,将结构承受的水平地震力简化为作用在结构单元结点上的等效水平集中力,侧向地基弹性抗力假设为按倒三角形分布,墙底为零,拱顶为最大值,其值按与水平等效地震力平衡的原则确定。通过比选确定水平地震作用修正系数 η 的取值,即可由结构静力分析得到与结构动力响应分布图形相似、最大值十分接近的等效弯矩图,其相应的最大轴力值和最大剪力值,可通过由结构静力分析得到的内力图结果分别乘以轴力、剪力调整系数获得。提出的方法可供工程设计及公路隧道地震响应进一步研究参考。     

不同荷载作用下桥梁摩擦桩承载特性研究

研究桥梁钻孔灌注摩擦桩的承载特性及桩身力学性质的分布规律对桥梁的安全稳定运行具有重要意义。以重庆三店互通式1号桥梁桩基为研究对象,根据桥梁桩基特点设计室内试验,依次进行了灌注摩擦桩单桩承载力、桩身轴力以及侧摩阻力等桩基性能研究,并将试验结果与数值模拟结果以及理论公式计算结果进行对比验证。研究表明：持力层岩性对桥梁灌注摩擦桩桩顶沉降量存在影响,持力层岩土性能越高,则桩顶沉降量越小;桩身轴力及摩阻力的变化幅度均随着桩顶荷载的增加呈先增大后减小的规律,且桩身中部所受到的摩阻力最大;经理论公式和有限元分析的验证,本次试验结果整体上偏差率较小,3种分析计算方法均可较好地得出灌注摩擦桩桩身轴力变化规律。研究结果可为桥梁运营后期的病害防治提供重要的理论支撑。     

沿海某机场扩建工程基坑监测分析

基于机场禁飞区改建工程基坑围护结构及周围土体变形监测结果,结合软土基坑的变形规律,对复杂施工环境和施工时间限制条件下的围护墙体变形、坑后土体竖向位移、支撑轴力以及立柱桩隆沉等变化规律的时间和空间效应做了总结。研究表明:围护结构测斜沿深度呈现出先增大后减小的趋势,水位平移最大值位置出现在开挖面附近,且围护结构水平位移具有明显的时空效应;地表沉降出现沉降槽,深层土体开挖引起地表沉降为总沉降的主要部分,底板浇筑有效地抑制了墙后地表沉降;支撑轴力随施工进度而增加,第2道支撑的施加可减少第1道支撑轴力;立柱桩位移为上浮,其大小随着基坑开挖而增大并趋于稳定。研究结果对机场禁飞区改建工程基坑开挖具有一定参考价值。     

基于离散单元法的锚固岩质边坡动力响应研究

采用离散元单法和动力时程法,应用UDEC程序,计算某水电站厂房后方顺层块状岩体边坡动力响应,计算结果表明:动力荷载作用下未支护岩质边坡的破坏可划分成:未滑动、缓慢发展、加速发展和破坏4个阶段;边坡在地震荷载下的破坏是一个累积的过程;锚杆单元的轴力响应曲线与该单元附近的岩体的相对位移时程曲线相关性很好,表明锚杆周边单元之间相对位移是导致锚杆发挥加固作用的原因之一。研究了锚杆轴力分布规律,并据此提出了边坡加固优化方案,该加固方案对相似工程具有参考意义。