土钉支护及其FLAC数值模拟

土钉支护结构以其施工便捷、经济和支护效果好等诸多优点 ,在当前的基坑工程中得到越来越广泛的应用。本文应用FLAC程序对新北京故事 4号住宅楼的基坑开挖和土钉支护进行了数值模拟 ,通过和无支护基坑边坡比较 ,着重对基坑开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场和土钉的受力变化进行分析 ,对土钉支护工作机理进行初步研究 ,得到基坑边坡变形和受力以及土钉受力的规律。最后结果表明应用FLAC程序对基坑土钉支护的数值模拟是可行的 ,从分析得到的基坑边坡位移场、应力场和土钉的应力分布规律 ,与理论分析基本吻合     

柔性挡墙在砂性填土中的土压力试验研究

１　前　　言　*高层建筑的修建,使得深基坑开挖与支护的研究有了很大的发展,累积了不少宝贵的经验。但基坑支护设计理论还远未达到完善,存在不少问题需要进一步研究解决,而所有问题的关键是柔性挡墙上土压力的计算问题。土压力大小的确定,关系支护结构体系的内力和变形设计计算方法,从而直接影响支护结构的安全性、稳定性和合理性。同时又直接影响着建筑物的造价。因此,寻找能够真实反映出深基坑支护结构的土压力大小及其分布规律是一个亟待解决的问题。本文的目的在于试图通过大型室内试验,模拟实际工况,弄清挡土墙上土压力的大小及其分布规律随变形的变化,以期完善挡土墙土压力理论。２　试验概述２．１　试验内容及模型板桩设计（１     

考虑支护结构变形的基坑土压力计算

针对基坑土压力计算存在的不足,基于朗肯土压力理论,建立了考虑支护结构与土体相互作用的土压力计算模型。结合温克尔假定,推导出考虑基坑支护结构变形的非极限主动、被动土压力计算公式。同时,对支挡式基坑支护结构的变形分布进行了简化,提出了适用于支挡式基坑支护结构设计阶段的土压力简化计算方法。     

复合土钉墙大型现场测试及变形性状分析研究

通过对深圳假日广场深基坑复合土钉支护结构全过程内力和变形的观测与分析,探讨地下水和土压力变化对土–土钉耦合体力学性能的影响效应,研究爆破振动荷载下土的特性及复合土钉支护体系力学性能变化对基坑安全的作用规律,揭示复合土钉支护结构的变形特征。结果表明：（1）预应力锚索复合土钉支护结构的变形具有渐进性,每层开挖完成后,应尽快构筑支护结构以减小被支护边坡的总体水平位移,同时该支护结构还具有空间效应,靠近边坡上部布置的锚索对减小坡顶水平位移更有实际意义;（2）在桩锚式复合土钉支护结构中,土体沉降呈“勺”状分布,最大沉降值发生在最佳优势滑裂面附近,水平位移随基坑开挖不断增加,最后稳定在基坑边坡中偏下位置。     

基于FLAC模拟的基坑锚杆（土钉）支护分析

结合某基坑实例,采用FLAC（快速拉格朗日数值分析）建立了基坑锚杆（土钉）支护模拟模型,对基坑开挖支护过程进行了动态模拟分析,得到了锚杆（土钉）支护的轴力分布变化规律以及基坑的位移特征。     

风化凝灰岩土钉支护基坑工程的数值分析和模拟

基于具体基坑工程项目的现场地层土工参数,利用PLAXIS有限元软件对其进行数值模拟和分析,系统分析基坑开挖支护过程,风化凝灰岩中的土钉支护结构在基坑开挖过程的受力状况与稳定性、土体变形情况以及渗流场分布情况,展示了土钉支护结构的作用原理。研究结果表明,土钉支护结构的基坑开挖过程出现坑壁水平位移、基坑底部隆起、基坑周围岩土体沉降等变形现象,且基坑坑壁坡脚处剪应力集中、基坑内部产生渗流场等,分析也显示,基坑支护结构在开挖过程变形都在允许值范围内,未产生破坏。     

基于上限分析法的有限宽度土体土压力计算

在基坑支护工程的设计计算中,由于拟开挖基坑距离已有建筑物与开挖深度相比较小,基坑围护结构所承受的为有限宽度土体的土压力,若根据常规的土压力计算,一般会造成偏大的计算结果,造成不必要的浪费。针对基坑工程中有限宽度土体土压力的计算问题,基于极限分析法的上限定理,推导了有限宽度土体的土压力计算公式,并与经典朗肯土压力的计算结果进行了对比,结果表明:有限宽度土体的土压力分布模式和量值与经典的朗肯土压力分布模式和量值存在着明显的差异,应根据不同土质、有限土体的宽度与基坑的开挖深度之比来计算土压力。     

基坑开挖对桩锚支护体系土体侧压力的影响

桩锚支护体系因施工方便、对施工空间要求小、控制变形能力强等特点而被广泛采用。土压力的准确计算是基坑设计的关键。为了研究桩锚支护体系中,基坑开挖对土体侧压力的影响,在具体基坑工程现场,利用钻孔法在土体中埋设土压力盒,基坑开挖过程中实时监测。以现场监测数据为依据,总结出不同深度土压力的变化。结果表明：随基坑开挖,桩侧土压力总体呈减小的趋势;同一水平位置上,桩侧土压力随深度的增加而增大;随基坑开挖,风化岩处桩侧土压力趋于平缓。     

柔性挡土结构空间土压力性状的三维有限元分析

为了研究基坑开挖对柔性挡土结构土压力空间分布规律的影响,进而为基坑的设计与安全防护提供相应依据,用ABAQUS建立基坑开挖的有限元模型,分析基坑开挖对挡土结构“单片墙”空间土压力的影响。考虑了不同刚度、有无支撑、不同开挖深度对挡土墙不同部位的土压力分布和挡土墙位移的影响,并将挡土结构三维土压力分布规律与二维数据进行了对比,验证了三维有限元模拟的必要性,对比了加支撑与否对基坑土压力空间分布的影响。结果表明:“单片墙”主动区土压力呈马鞍状分布,挡土结构后部土体的影响范围和下部土体的影响范围都约为2倍开挖深度;支撑结构极大地限制了墙后土体危险区域的范围,但是对墙下土体的限制作用并不是很明显。     

基于上限理论的预留土支护基坑极限抗力分析

预留土支护基坑被动区的抗力大小与分布是预留土支护基坑分析设计的基础,但目前还没找到预留土支护基坑被动区抗力计算的合理方法。根据预留土支护的特点,基于极限分析上限理论,运用竖向条块对预留土支护基坑被动区进行离散,并构建相容速度场,从而提出了预留土支护基坑被动区极限抗力的上限解法。借助优化技术对相容速度场的优化分析获得了预留土支护基坑被动区抗力的最优上限解。为检验所提出上限解法的合理性,对不同挡墙高度、地质参数等条件下的被动土压力进行了计算,并与经典朗肯理论解的土压力值以及破坏面进行对比。应用所提出的预留土支护基坑被动区抗力上限方法,对不同预留土顶部宽度、预留土底部宽度、预留土高度以及预留土边坡坡度系数等参数条件下的被动区极限抗力值、极限抗力沿深度的分布以及破坏面进行了计算分析,讨论了这些参数对预留土支护基坑被动区抗力以及破坏面的影响规律。所提方法为今后预留土支护基坑的设计以及优化设计奠定了基础。