软土地区深基坑开挖及降水变形性状分析

针对南昌某软土深基坑工程,运用Midas GTS和修正Mohr-Coulomb模型建立三维有限元分析模型,基于有效应力分析法对深基坑开挖及降水施工过程引起的变形性状进行分析,结果表明基坑开挖具有明显的空间效应,围护结构水平位移及坑底隆起量过大是造成坑外土体沉降的主要原因,降水会使坑外土体沉降量及沉降范围明显增大;坑底抗拔桩能够有效控制坑底隆起量,减小坑外土体不均匀沉降对周围建筑物造成的危害。分析结论可为类似的基坑工程提供施工指导。     

被动区花岗岩残积土弱化对深基坑的影响

花岗岩残积土遇水软化崩解不仅造成施工困难,也给基坑自身安全及周边环境保护带来极大风险。为了研究坑底被动区花岗岩残积土遇水软化崩解对基坑的影响,以花岗岩残积土地区某地铁车站深基坑为对象,运用PLAXIS有限元软件,系统地开展了土体弱化及弱化深度对基坑变形受力影响的有限元计算。结果表明:围护结构水平位移最大值、踢脚变形、地表沉降最大值均随着坑底土体弱化深度的增加而增大,当弱化深度较小时,上述值增长幅度较小,当弱化深度较大时,上述值急剧增大;此外,围护结构水平位移最大值位置及最大弯矩会随着土体弱化深度的增加而增大,临近坑底支撑会随土体弱化深度的增加而承担较大的转移压力。因此,在花岗岩残积土地区基坑工程施工过程中,需减少坑底土体弱化深度,避免土体大范围弱化。研究结果可为其他类似工程施工决策提供参考。     

坑内加固对围护结构侧向位移影响的实测分析

基坑围护结构墙体的侧向位移是基坑开挖与施工中首要控制的变量 ,也是基坑施工中的关键变量。通过基坑坑内的加固 ,对控制围护墙体坑底位移是非常有效的一项措施。文章针对上海市黄浦江行人隧道浦东竖井的基坑开挖 ,对坑内加固的效果以及墙体侧向位移进行了实测分析 ,讨论了不同加固方法对改善和提高坑内土体力学参数的效果 ,以及不同加固方式对墙体位移的影响     

基坑工程桩降水对邻近双线隧道影响的数值模拟分析

基坑大面积降水会引起周边土体产生沉降,从而对邻近隧道的运营产生影响,在基坑降水过程 中,邻近既有隧道的应力变形特性仍有待了解。基于深圳某基坑坑底工程桩降水工程,采用有限元软件 ＰＬＡＸＩＳ,探讨了基坑开挖后工程桩降水对临近双向水平隧道的应力及变形的影响。结果表明:坑底工程 桩降水会引起基坑周边土体水位大幅度下降,靠近基坑开挖侧的隧道其水位下降程度要显著大于远侧 的隧道;邻近双线隧道竖向沉降受降水影响显著,左、右线隧道其最大变形值分别增长了91．5％、 144．6％;双线隧道其内力值均由于坑底工程桩降水施工而有所增大,远离基坑开挖侧隧道内力增长更 为显著。     

软土地区电缆沟通道开挖回弹变形特性研究

开挖后的电缆沟通道是一个狭长的基坑,苏州某软土地区电缆沟通道的坑底回弹变形量大进而导致工程工后沉降不满足要求。为探究基坑回弹的变形规律,采用ＡＢＡＱＵＳ软件对电缆沟通道坑底的回弹变形进行了模拟,重点分析了地基土的黏聚力、内摩擦角、弹性模量以及支护结构嵌固深度和基坑开挖两侧超载对坑底土回弹变形的影响。结果表明,地基土的性质对坑底回弹量影响很大,基坑回弹量随土的内摩擦角、黏聚力和弹性模量的减小而增大,尤其是当地基土性质较差（力学参数较小）时,回弹量变化显著;当坑底土性较差时,基坑周边超载对坑底土体回弹量影响较大;坑底回弹量随支护结构嵌固深度的增大而减小,可通过加大支护结构嵌固深度的方法降低坑底回弹量。     

坑中坑土体加固对悬臂式支护结构的影响分析

基坑工程中常采用土体加固措施来减少围护结构的侧移。为了探讨坑中坑土体加固对悬臂式围护结构的影响规律,利用ABAQUS有限元软件,建立坑中坑土体加固的弹塑性计算模型,讨论加固深宽、宽度、加固刚度、加固体位置、加固体尺寸对内外坑围护结构的影响。计算结果表明:被动区加固宽度、深度、刚度都存在一个最优范围,超过该范围之后,对基坑围护结构加固效果不再明显;在坑中坑类型的基坑中,外坑被动区阶梯型加固能达到全尺寸加固的效果,因此经济上更加合理;当各阶梯加固的深度和宽度相等时,加固效果较好。研究结果可为坑中坑围护结构实际工程的应用提供参考。     

负孔压消散对坑底的回弹影响研究

在软土地区开挖基坑时将在坑底和周围土体中产生负的超静孔压.研究了基坑开挖卸载情况下坑底和周围土体中负超静孔压的消散规律,并利用固结理论和有效应力原理推导了由于开挖引起的超静孔压计算公式和坑底回弹变形计算公式.通过算例讨论了坑底土体的渗透系数和刚度变化对坑底回弹变形的影响.研究表明,随着负孔压的消散,坑底土体中的有效应力逐渐降低,并进而引起坑底土体的膨胀隆起.     

锚杆参数对基坑坑底回弹和地连墙变形的影响

采用三维有限元方法建立了考虑土、围护结构和锚杆支撑体系共同作用的复杂基坑模型,研究了锚杆的长度、倾角和间距对坑底回弹和地连墙变形的影响。研究结果表明：基坑坑底回弹隆起具有明显的空间效应,与地连墙的变形有关;锚杆的倾角、锚固段和自由段长度对坑底回弹隆起的影响较小,锚杆的间距越大坑底回弹隆起量越小;锚杆参数对地连墙的影响较大,锚固段和自由段长度变大,地连墙的变形减小;当倾角增大时,地连墙的变形先减小后增大;锚杆的间距增大,地连墙的变形增大。     

水利工程中节制闸基坑支护及开挖土体变形特征研究

基坑支护主要结合周边环境、地质情况综合考虑，根据横河节制闸基坑工程情况，采用支护桩进行支护。为了分析基坑开挖过程中的变形情况，建立数值模拟模型，研究分层开挖过程中基坑的变形特征。结果表明，距离基坑中心越远，周边土体变形量越小，坑底回弹变形量越小；基坑变形速率随着基坑开挖深度的增大而增大，基坑变形影响范围主要集中在距坑边1倍基坑深度范围内；根据变形监测数据，侧壁变形量与基坑开挖深度满足y=2.7356e^0.5379x(R²=0.9983),基坑回弹变形量与基坑开挖深度满足y=0.1959e^0.6567x(R²=0.9846)。在施工过程中，需要严格控制基坑开挖速率，保持基坑变形量的稳定，同时需要加强对周边厂房的监测，做好预警工作。     

富水粉砂地层深基坑底部注浆加固数值模拟分析

以太原某地铁车站试验段的富水粉砂地层深基坑为依托,利用三维数值计算软件FLAC3D对该工程坑底加固、坑内降水及开挖进行模拟,并将数值计算结果与现场实测数据进行对比分析。结果表明:采用高压旋喷注浆联合双液注浆加固富水软弱地层基底,能够有效阻止坑外地下水向坑内渗流,基坑周边的地下水位在整个施工过程中变化很小。基坑开挖过程中,周边地表出现最大沉降的点距离地下连续墙5~10m,而且地表沉降最大影响范围未超过2倍开挖深度;地下连续墙变形在各开挖阶段均呈现中间大两端小的抛物线形式,最终产生的最大侧向位移为22.1mm,位于距离地表开挖深度的1/2~2/3处。提高土体的弹性模量能够显著地抑制坑底隆起变形,然而对坑外的地表沉降及地下连续墙水平位移影响并不大,因此在实际施工过程中,不能盲目增大水泥掺入量,以免造成浪费。     

不同加固方案下富水黄土隧道地层变形规律分析

以西安地铁5号线暗挖隧道为工程背景,采用降水加固与注浆加固2种地层加固措施,建立渗流-应力耦合数值计算模型,对富水黄土隧道地表沉降、洞周土体变形及力学效应进行了研究,并结合现场监测资料进行了验证。结果表明:降水加固隧道施工最大地表沉降是注浆加固的13.7倍,2种加固方案洞周土体变形规律一致,开挖10 d内变形值均达到稳定值的70%~80%左右;注浆加固下洞周土体均为压应力,降水加固开挖过程中在中隔壁及中隔板处土层出现拉应力;注浆加固下衬砌各部位受力均大于降水加固;降水加固塑性区极值是注浆加固的11.3倍,主要分布在两侧拱肩、拱腰及拱脚处;2种加固方案下地表沉降以及洞周土体变形的模拟值与监测值相近且变化规律基本一致。     

基于时间效应理论的软土深基坑变形分析

由于软土的蠕变特性,在基坑开挖过程中存在着时间效应。以宁波某基坑为工程背景,基于SSC模型并利用PLAXIS有限元软件对深基坑的开挖过程进行了数值模拟,分析了开挖工程中支护结构及基坑自身的变形特点。计算结果表明:基坑开挖时地连墙水平位移、地表沉降及支撑内力均随时间发展而增大,但相比之下,基坑隆起的流变效应不甚明显。其中不同工况对应地连墙水平位移最大值发生位置随开挖深度的增大而下降,而地表沉降最大值基本发生在距坑壁10 m位置,且地表沉降累计最大值与累积施工时间满足多项式函数关系;同时不同工况下地连墙弯矩、剪力随深度变化曲线趋势基本一致并呈“S”形。另外随着支撑结构的施加,地连墙水平位移和地表沉降的增加速率均受到一定限制,因此可通过及时施加支撑的方法抑制支护结构的变形及控制内力的急剧变化。上述结论可对宁波地区基坑开挖的施工提供理论指导,以保障施工过程的安全实施。     

圬工与加筋土组合式挡墙数值模拟

基于圬工与加筋土组合式挡墙的土工离心模型试验结果,建立了ABAQUS数值模型,从而进一步研究了加筋间距和筋材模量对这种结构变形特性及内部土压力分布规律的影响。结果表明:在本文所考虑的参数情况下,从控制挡墙变形的角度来看,密间距加筋效果好于疏间距加筋,高模量筋材效果好于低模量筋材;由于下部圬工挡墙填土区域土拱效应的存在,使得上部加筋土挡墙的土压力分布有别于常规加筋土挡墙。在上部加筋土挡墙具有足够高度的情况下,可将圬工挡墙视为加筋土挡墙的稳固地基;组合式挡墙的变形主要发生在施工期,因此应加强施工质量控制。     

深厚软土区深大异形基坑开挖对临近建构筑物的影响

武汉轨道交通8号线田田绿化广场工程场址下伏深厚软土，深大异形基坑开挖对周边京广铁路、城市高架等重要建构筑物的影响需开展专题研究。基于基坑支护设计方案，通过三维有限元动态过程数值模拟，研究了基坑开挖对周边既有建构筑物的影响，得到以下主要结论：结合支护结构及周边计算成果，经与相关规范中既有建构筑物变形允许值的比较，有针对性地提出了重点区域的加固方案；对基坑工程实际开挖支护过程进行了持续监测，结果表明临近建构筑物变形在基坑开挖至底标高时快速达到最大并趋于稳定，专项加固方案可有效控制重点部位建构筑物变形指标，验证了基坑支护及专项加固方案的有效性，保障了该深厚软基区深基坑施工顺利进行。精细化数值模拟可有效克服现有规范在评估新建和既有工程相互复杂影响时的局限性，有助于为优化工程方案提供必要的技术支撑。     

边坡坡面浅层加固稳定性分析及设计参数探讨

基于有限差分的强度折减法,探讨坡面浅层土体加固边坡的稳定性,并针对地基与边坡土质相同和采用岩石地基2种工况,综合分析边坡加固区宽度和土体黏聚力、加固区进入地基土深度和边坡几何参数等因素对稳定性和滑动面的影响。结果表明:当地基与边坡土质相同时,不同加固宽度下边坡安全系数随加固区土体黏聚力增加均呈先减少后增加的趋势,且当土体黏聚力达到临界值时安全系数趋于稳定;随着加固区土体黏聚力的增大,边坡由浅层滑动变成深层滑动并最终完全不通过加固区,通过将加固区适当深入地基土可以提高边坡安全系数;当采用岩石地基时,随加固区土体黏聚力增加,安全系数总体上呈现先减少后近似线性增加,相同几何尺寸和土质条件下边坡安全系数比地基与边坡土质相同时整体上提高了0.5~1倍,加固区土体黏聚力越大即抗剪强度越高时,边坡安全系数越高。     

不同筋材刚度下加筋土挡墙离心模型试验

加筋土挡墙由于优良的力学性能、低廉的造价、更好的地形适应性,已经越来越广泛地被应用于各种工程。但其在正常工作状态下的真正工作机理尚不完全清楚,目前的规范设计指南并不能反映加筋土挡墙内部应力真实分布情况。为了研究不同筋材刚度对加筋土挡墙性能的影响,通过土工离心试验监测了土工格栅应变、面板水平位移和土压力。试验结果表明:采用小刚度筋材时,筋材的变形更加显著,但对竖向土压力的分布基本没有影响;靠近面板区域的土压力都远小于理论值,格栅最大应变出现在墙的中下部;对于面板连接处的筋材应变不能简单地用传统土压力理论解释,还需考虑填土不均匀沉降引起的面板对加筋土拉拽作用等其他影响因素。试验结果可为正常工况下加筋土挡墙工作性能与筋-土相互作用机理的研究提供参考。     

基坑被动区阶梯式加固尺寸对桩位移影响分析

为研究深基坑被动区阶梯式加固尺寸对桩位移的影响,在提出被动区阶梯式加固概念的基础上,以某大楼基坑工程为背景,以现场试验数据为基础,针对加固形状及阶梯式加固尺寸等对桩位移的影响因素,建立数值模型并进行模拟。结果表明:数值模拟可以较好地分析桩支护体系的实际变形规律;被动区加固对支护桩位移影响是非常显著的;阶梯型加固尺寸存在最优参数比,即当各阶加固宽度与深度相当时,加固效果最理想;被动区阶梯式加固相比其他加固形式有明显的优势,具有较强的适用性。     

绿泥石片岩隧洞大变形特征及控制措施——以滇中引水工程香炉山隧洞为例

为进一步掌握深埋软岩隧洞开挖过程中大变形规律,依托在建滇中引水工程香炉山隧洞绿泥石片岩段,运用有限差分软件FLAC^3D,对比分析软岩隧洞更为适用的本构模型;并采用预留核心土台阶开挖法(工况1)、单侧壁导坑法(工况2)和中隔壁开挖法(工况3)对大变形的控制效果进行对比分析。结果表明:采用Hoek-Brown(H-B)应变软化模型得到拱顶最大沉降大于理想弹塑性模型的计算结果,与实际沉降误差为9.3%;工况1及工况3对拱顶沉降的控制相较于工况2减少了20%左右,工况3对拱腰及拱墙的收敛变形相较于工况1和工况2得到明显控制。从大变形控制效果和塑性区分布来看,采用中隔壁开挖法可有效减小隧洞绿泥石片岩段的变形。