地表变形引起钢框架结构附加内力和变形的试验研究

为了揭示地表变形对钢框架结构的影响规律,根据地下开采引起的地表变形规律,采用物理相似模型试验,研究了单一地表变形和组合地表变形影响下,平面钢框架结构的附加内力和附加变形的演化规律,得出了单一地表变形和组合地表变形均会引起钢框架结构产生附加内力和附加变形,而且地表组合变形对钢框架结构的影响远大于单一地表变形,在组合地表变形中,水平变形主要引起钢框架结构产生附加内力,竖向变形主要引起钢框架结构产生附加变形。组合地表变形是引起平面钢框架结构破坏的主要因素。     

采动区铁路桥沉陷加固治理

根据煤矿采动区地表沉陷变形规律，建立合理的数值计算模型，研究地下开采引起的地表移动变形对原设计的桥体结构和地基产生的附加内力和附加变形规律，提出了有效地加固治理方案，确保在采动引起的地表不均匀、大幅度沉陷过程中桥体的安全可靠和正常使用。     

采动区钢框架结构柱脚的内力变化规律

以煤矿采动区采动过程地表的动态变形规律为基础,采用有限元软件模拟了地表钢框架结构柱脚在整个地表动态变形过程中的内力变化规律.分析了柱脚内力与地表变形之间的关系及其柱脚最大内力值对应的地表位置,并将地表变形引起的框架结构柱脚附加内力和初始内力值进行对比,结果表明抗采动钢框架结构柱脚设计应当考虑附加内力的影响.     

杭州某地铁车站深基坑开挖施工监测分析

以杭州地铁某车站深基坑开挖为工程背景,对该基坑开挖引起的支撑轴力、地表沉降、建筑物沉降以及周边地下管线沉降实测数据进行分析.研究结果表明:基坑开挖初期提高支撑轴力监测频率并加快支撑的布设,是保证基坑安全施工的重要手段;后续支撑的架设会使第一道支撑轴力产生拉力,要防止第一道支撑与围护结构脱开;地表沉降最大点与基坑边有一定距离,沉降曲线多呈盆形;基坑开挖会使邻近建筑物产生不均匀沉降;周边地下管线与地表的沉降大小和测点与基坑的相对位置有关,标准段附近沉降大于端头井段,标准段中部沉降最大,平行于基坑边的管线产生不均匀沉降.     

上海软土地区某深基坑施工监测分析

软土地区深基坑周边往往建筑密集、地下管线众多,环境保护要求较高,必须进行严格的工程设计和施工,最大限度减少基坑施工对周边环境的影响.介绍了上海某深基坑工程的支护设计、施工和监测方案,并对主要监测结果作了详细分析.监测结果表明,基坑开挖引起的围护结构变形及对周边环境的影响具有明显的三维空间效应;围护结构变形、地表沉降、地下管线变形及邻近高架基础沉降主要发生在深层土体开挖阶段,开挖至坑底后,变形逐步趋于稳定;坑外地下水位的变化可反映围护结构的止水效果;本工程设计方案的实施和工程施工过程中的信息化控制技术有效地保护了基坑周边的环境.     

施工变形对逆作法结构的影响分析

地下工程逆作法施工期间,施工不当会使立柱桩产生不均匀沉降并且造成地下结构的立柱倾斜,研究施工变形对逆作法结构的影响可为逆作法地下结构竖向支承体系设计提供理论依据。文章基于荣成市旭日公馆高层住宅基坑项目,采用规范公式和建立弹性支撑模型的方法,研究了施工变形对逆作法结构竖向承载力的影响,分析了立柱桩产生不均匀沉降时上部结构的内力变化,阐明了地基梁上最大沉降点位置、梁上最大弯矩以及剪力的变化情况。结果表明:支承柱端水平位移为150 mm时支承柱的竖向承载力减小一半,而二阶效应将会进一步削弱柱的竖向承载力;中柱产生不均匀沉降时对临柱内力及位移影响大于边柱,对结构的承载力和稳定性影响较大,当不断减小中柱沉降时最大内力位置点逐渐向梁中部转移。     

地下开挖引起地表变形与建筑物抗变形高度因素

针对城市建设和矿山生产的地下开挖问题，研究了地下开挖引起地表变形的特征和规律，探讨了地表变形对地面建筑物的损害，分析了建筑物高度对建筑物抗变形能力的影响．     

隧道开挖引起地表变形及应力分布模拟分析

应用有限元法对某地铁车站隧道开挖引起的地表沉降和水平变形及隧道围岩的应力分布进行了模拟分析．结果表明,在隧道开挖过程中,采用边开挖边支护的方法可以有效减轻地表沉降及水平变形．     

地下开采后送电线路铁塔的受力性能研究

根据煤矿采动区地表变形现场实测参数,建立了合适的数值计算模型,考虑工作面推进方向与线路方向之间的相互关系对送电线路铁塔受力性能的影响,对地下开采引起的地表变形在既定送电线路铁塔内产生的附加内力和附加变形规律进行了研究。研究结果表明:不同的工作面推进方向,送电线路铁塔由不同的极限状态控制。借助足尺寸铁塔试验,得出了杆件内力的实测值,并与数值计算值进行了比较,两者吻合较好,验证了数值计算的可靠性。     

筏板基础在共同作用下的静力效应研究

在实际工程中上部结构、基础同地基是一个统一的有机整体,三者相互联系、相互影响,在共同作用下不同地基条件对基础与上部结构的内力和变形有很大的影响。本论文基于共同作用理论进行了地基、筏板基础和巨型框架结构共同作用力学机理分析,详细论述了力学数值模型特性,并利用有限元分析法进行算例数值计算,得出砂卵石地基对筏板的罚刚度较大,使得筏板在上部结构作用下应力分布不均匀,同时造成上部结构边柱内力较小,而软弱地基对筏板的罚刚度较小,筏板发生了整体弯曲变形,上部框架中产生了不可忽略的次应力,造成上部结构边柱内力较大。本论文所得结论对工程分析与设计提供参考。     

基坑开挖对邻近隧道纵向位移影响的计算方法

基坑开挖卸荷会对邻近隧道产生影响,因此有必要对隧道的变形进行预测,确保隧道正常运行。针对目前计算模型的分析方法未考虑基坑壁应力卸荷对隧道位移的影响,以及有限元分析过程较为复杂繁琐,提出采用Mindlin解计算基坑壁与坑底卸荷的附加应力。然后将隧道结构视为弹性地基无限长梁,将开挖引起的附加应力施加于隧道结构上,建立隧道结构纵向变形方程,从而得到隧道位移及内力的计算公式。最后,将计算方法与数值模拟算例、工程实测进行对比分析,计算结果与其较为吻合。     

隧道开挖引起地表位移的数值模拟研究

隧道开挖扰动隧道上覆岩土层,原有的应力平衡状态发生破坏,导致地表发生移动和变形从而对周边建筑物产生影响.以某地铁隧道为例,应用ANSYS计算隧道开挖这一动态过程引起的地表沉降,分析地表沉降对周围环境尤其是建筑物的影响,并提出相应的防御解决措施,以此来减少隧道开挖对建筑物的影响.     

既有建筑物工作性状受盾构隧道施工影响研究

针对盾构隧道近接既有多层框架结构建筑物施工工况,通过构建考虑隧道-土体-建筑物共同作用的3维有限元模型,对盾构隧道开挖引起的建筑物楼面扭曲变形及框架柱轴力进行了系统的敏感性因素分析.研究结果表明:盾构隧道施工导致位于建筑物角部的梁柱节点出现应力集中,且该建筑物对周边地面沉降存在一定约束作用;隧道开挖会导致其左侧3维建筑物楼面产生顺时针扭曲变形;当隧道开挖面推进至建筑物且尚未穿越其横向中心时,楼层扭曲变形增大、框架柱轴力下降,当开挖面到达并超过建筑物横向中心后,楼层扭曲变形及柱轴力的变化趋势与前述刚好相反.研究成果有助于更好地评估地面既有框架结构建筑物因隧道开挖导致的破坏效应.     

基坑开挖对围护结构变形的影响

深基坑开挖可能引起围护结构及周围土体的变形。以上海长江西路越江隧道新建工程为例,根据实际土层分布建立基坑体系的几何模型,使用Ｍｏｈｒ-Ｃｏｕｌｏｍｂ模型表征土的本构关系,基坑开挖采用分步开挖方式,使用有限元分析软件Ａｂａｑｕｓ进行基坑开挖过程的数值模拟,分析基坑施工过程中地下连续墙水平位移与周围地表沉降的变化特征,对比研究了现场监测数据与数值模拟结果。结果表明：基坑开挖导致地下连续墙水平位移增大５１％,基坑开挖工程中应注意不同位置基坑施工对环境的影响;基坑开挖对周围地表最大影响位置是距基坑边０.５倍开挖深度处。     

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.     

地下水浮力对地下建筑结构安全的影响

为研究地下水浮力对地下建筑结构产生的损伤特征和机理,通过一典型工程实例的结构变形和裂缝原因分析,并结合有限元程序对结构变形和变形后刚度变化的模拟计算,对地下水浮力作用下造成的结构变形机理,混凝土梁、柱、墙裂缝特征,以及对结构安全的影响进行研究。研究结果表明：当地下水浮力超出地下建筑自身重量,地下建筑在浮力作用下产生隆起变形和整体上移的趋势,而在周边挡墙处该上移趋势受土体约束,致使各柱、墙竖向变形不一致,导致结构构件开裂甚至局部破坏。损伤后的结构刚度大大降低。结构的总体损伤程度与平面尺寸相关,并受平面短边尺寸的控制,且结构构件损伤呈现周边大于中部的特征。     

采动区地基、独立基础与框架结构共同作用的力学模型

根据采动区地表变形的规律和独立基础框架结构受力和变形特点，采用合理的地基模型、基础与上部结构共同作用模型和开采沉陷模型，综合应用结构力学、矿山开采沉陷学、土力学、材料力学等相关理论，建立了采动区地基-独立基础-框架结构共同作用的理论计算模型，该计算模型综合考虑了开采盆地形成过程中地表变形对建筑物的动态影响，从理论上揭示了建筑物位于下沉盆地不同位置时，地表变形与建筑物附加变形和附加内力的关系，并推导出计算采动区建筑物附加变形和附加内力的计算公式，通过计算实例进行了验证，为采动区上方框架结构建筑物的保护、加固和设计提供了理论计算依据．     

内嵌墙板钢框架抗曲率地表变形性能试验研究

针对开放式、封闭式以及内嵌墙板框架分别进行了曲率地表变形作用的物理试验.通过对比分析,研究曲率地表变形作用下底梁和墙板对框架性能的影响规律,结论如下:底梁与墙板增加了框架刚度,从而增大基底反力变化速率,最终沉降差减小;底梁和墙板增加了框架的整体性,构件联系的增加使内力分布更均匀,进而减小了附加应变变化速率;底梁传力效应增大了柱底附加应变变化速率;梁构件是承担曲率变形的主要构件,底梁的设置对框架梁附加应变的影响显著;墙板对构件的联系效应使其对框架柱附加应变的影响显著;由于2种曲率变形加载方向相对于初始框架受力方向存在差异,负曲率变形下底梁和墙板对框架响应影响的显著程度略高于正曲率变形作用.     

紧邻立交桥的连续墙受力分析和安全性评价

以深圳地铁车公庙交通枢纽7 & 9号线车站深基坑工程为研究背景,选取典型的监测断面,埋置混凝土应变计,进行地下连续墙的内力测试,分析了连续墙在深基坑开挖过程中的内力变化规律,并对连续墙的安全性进行了评价,得到以下结论:随着基坑开挖深度的增加,地下连续墙的内力变化越发明显,基坑负二层和负三层开挖对连续墙的内力变化影响较大,应重点关注和监测;根据现场测试数据得到两侧地下连续墙的内力变化并非完全一致,主要受到紧邻基坑开挖和周边建筑物的影响;最后计算得到地下连续墙处于安全状态。     

随机介质理论在地下厂房沉降研究中的应用

基于随机介质理论模型,对地下工程开挖引起岩层和地表移动规律进行了分析.认为地下工程开挖引起岩层颗粒运动符合随机介质运动规律,提出了地下工程开挖地表沉陷三维计算模型,并以冶勒水电站地下厂房开挖所引起地表沉陷特征进行了具体分析,并将计算结果与实际观测数据进行对比分析,表明水平移动位移、变形均较小.又因地下厂房开挖较深,水平移动规律不如上层塌陷明显,且地表最大观测沉降值约为200mm,而最大计算值约为370mm;在地下厂房顶部,最大观测沉降值约为400mm,最大计算值约为440mm.最大水平移动计算值为100mm.数值计算的结论较为精确、可靠,显示出分层影响传递规律,并最终影响到地表.