基于FLAC3D的复合土钉支护数值模拟分析

采用FLAC3D有限差分软件,对预应力锚索复合土钉支护结构的开挖支护施工过程进行动态模拟,分析了基坑开挖过程中土体的变形特性,发现土体的水平位移随着开挖深度的增大而增大,但由于锚索的加入,对土体向坑内的倾斜有一定的限制作用。得出基坑水平位移变化曲线基本呈＂鼓肚＂形状,且土体最大水平位移模拟值和实测值相差0.75 mm,模拟值与实测值非常接近。     

渗流对基坑变形及应力的影响

目的研究基坑的变形和应力在分步开挖的过程中受渗流的影响,分析基坑的变形和应力在考虑渗流和不考虑渗流时的差别．方法对基坑开挖卸荷与支护的过程用Fish语言编程,用FLAC3D进行数值模拟实际施工情况．在考虑渗流影响和不考虑渗流影响两种情况下,首先计算了基坑的水平位移数值解,并将坑顶位移的计算值和实测值对比,计算分析了坑底隆起和周围土体应力应变受渗流的影响．结果渗流会使基坑水平位移、竖向位移和周围土体沉降值增大,这对于基坑稳定是不利因素．渗流最明显的作用是使基坑内部和外部的水平位移都有所增大．渗流作用使基坑支护结构外侧土体竖向有效应力增大,使坑底支护结构内侧土体的竖向有效应力减小,因而增大了土体作用在支护结构上的横向作用力．结论渗流会使基坑的水平位移和坑底隆起变大,也会使周围较远的地面沉降值增大,同时会增大土体作用在支护结构上的横向作用力．     

某停车场深基坑支护方式的FLAC3D模拟分析

目的为解决某停车场基坑不同支护方式的选择问题,对该基坑开挖状态的稳定性进行研究,为基坑工程设计与计算提供参考依据.方法运用岩土工程软件FLAC3D模拟某基坑在桩锚支护下以及疏排桩锚-土钉墙联合支护下的开挖状态,分析数值模拟所得的应力与位移等值线图.结果在桩锚支护下基坑土体最大水平位移约为15.5 mm,而在桩锚-土钉墙联合支护下,其最大水平位移增大到约21.4 mm.基坑的位移引起周围土体不同程度的沉降.结论该基坑土体位移的最大值出现在基坑边坡顶缘.桩锚支护与桩锚-土钉墙联合支护都能够有效地抵抗基坑土体位移,但桩锚支护的效果更好.     

桩锚复合支护结构对临近铁路侧基坑开挖的影响

以临近铁路基坑为研究对象,运用有限元软件Abaqus建立临近铁路侧桩锚复合支护结构模型,模拟分析铁路两侧沉降、桩顶水平位移、桩顶沉降,并与监测结果进行对比,研究桩锚复合支护结构对基坑开挖过程的影响。结果表明:随着基坑开挖的进行,铁路两侧沉降逐渐增大,中期发展较快、后期趋于稳定;监测和模拟结果均显示阳角部位桩顶水平位移最小,表明阳角L型桩体布置能有效限制桩体水平位移,降低失稳风险;基坑开挖过程中,适当增加中部锚索的锁定值可提高支护效应,降低风险;数值模拟和现场监测结果吻合较好,数值模拟可用于指导施工工况。     

注浆微型桩复合土钉在深基坑支护中的应用与数值模拟

为研究钢管桩、树根桩两种注浆微型桩复合土钉在深基坑中的支护效果以及开挖过程中基坑的变形情况,以应用两种注浆微型桩复合土钉的深基坑支护工程为例,借助ABAQUS有限元建立数值分析模型,对微型桩复合土钉施工开挖过程进行模拟,将模拟值与实测数据进行对比分析.研究表明:基坑的变形参数均在预警值范围内,微型桩复合土钉支护效果良好;随着开挖深度的增加,顶部水平位移出现先增大再减小,竖向位移不断增加,二者开挖完成后趋于稳定;开挖中基坑边不同深度的水平位移出现先增大后减小,再增大再减小的趋势,最大水平位移出现在深约6 m处微型钢管桩的顶部,在基坑施工中应重点关注;基坑不同深度部位的竖向位移会逐渐增大,并在坑底土体出现约19 mm的隆起.     

深基坑开挖对邻近地铁车站基坑影响的计算分析

采用有限元软件模拟分析了地铁车站基坑在施工期间邻近基坑开挖对既有车站基坑的影响,土体本构模型采用剑桥模型,分析结果表明邻近基坑的开挖会加大既有地铁车站基坑远端支护结构的水平位移和地表沉降,而近端的支护结构发生的部分回弹减少了水平位移,相应的地表沉降也减小了.所以在类似的基坑开挖过程中要对远端的支护结构和地表沉降进行重点关注.     

基坑开挖与围挡支护的数值模拟研究

为了研究基坑开挖及围挡支护对周围土体的影响,以某地铁站工程为例,采用有限元软件对基坑开挖及围挡支护过程进行模拟。结果表明:在坑底和边坡区域容易出现应力集中的现象,最大主应力主要集中在坑底和围护结构的两侧;基坑底部和基坑周围的土体有明显的隆起,最大水平位移发生在基坑的上半部分。     

基坑开挖与土钉墙施工过程的数值模拟

应用有限差分法计算程序FLAC对淮安市某基坑开挖和土钉墙施工过程进行数值模拟,分析了基坑开挖和土钉支护过程中的土体位移场、应力场和土钉受力的变化规律.数值模拟的结果与现场监测数据比较吻合,说明了使用数值方法模拟基坑开挖的有效性,得到了土钉支护基坑的位移场和土钉受力规律.     

墙锚支护下某病房综合楼基坑变形的数值分析

为研究数值方法在模拟深基坑支护结构变形中的应用,利用FLAC3D对某墙锚支护下的基坑开挖进行了模拟,分析了边开挖边支护工序下基坑北侧墙顶水平位移和紧邻的门诊楼沉降的变形情况,得出基坑周边土层由距离基坑的远近依次呈现较小和较大沉降的规律;坑底土体最大隆起产生在基坑中部,并以此为中心依次减小;连续墙顶水平位移随开挖不断增大,并存在两次位移急剧增长的情况,最终达到稳定;门诊楼监测点距离基坑越近,监测点的沉降越大.最后将模拟结果与监测数据对比,两者基本吻合.     

深基坑施工过程中桩锚支护结构受力数值分析

为研究分阶深基坑及其桩锚支护结构在施工过程中的受力变化规律,基于实际工程案例,通过Midas GTS NX软件建立数值模型,对深基坑上阶桩、下阶桩在施工过程中支护结构的位移、内力等规律进行研究。结果表明:(1)随基坑开挖深度增大,桩体的弯矩、剪力、轴力均先增大后减小,且上阶桩存在反弯点;(2)桩顶水平位移、沉降位移随基坑开挖深度的增大而增大,地表沉降位移呈V形分布,且距基坑边缘4～5 m受影响最大;(3)随基坑开挖深度增大,锚索作用时会引起内力值发生突变,且作用较大。研究结果可为类似工程桩锚支护的优化设计、施工方案提供参考依据。     

城市浅埋隧道基坑监测

结合郑州某隧道工程基坑监测实例,阐述了基坑监测的重要作用,着重分析了K2+ 160-K2+ 520段基坑的监测结果.结果表明,桩顶水平位移、锚索应力、深层水平位移、周边建筑物沉降随基坑开挖深度增加而同步变化,但是变化特征各不相同.利用反馈的监测信息指导施工,排除工程隐患,保证了工程质量,充分体现了信息化施工的作用.     

郑州市某建筑深基坑监测

对郑州市某拟建大楼深基坑支护结构的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力及周边建筑物沉降变形等进行跟踪监测,分析其变化情况.结果表明:桩顶水平位移随着基坑开挖,总趋势是逐渐增大,其大小受桩顶荷载影响明显,靠近基坑转角处的监测点,其水平位移发展快;在冠梁处的深层水平位移发展得慢,到后期,深层水平位移曲线图发展成"两头小,中间大"的鼓腹状形态;锚索轴力在张拉锁定后短时间内发生较大的预应力损失,锚索轴力有些波动,达到最大值后基本保持恒定;建筑物沉降随着基坑深度的逐渐增加而不断增大,表现出"慢—快—慢,小—大—小"台阶式的变化规律.由监测结果可知,该工程的支护方案效果良好,满足设计和环境的要求.     

回填土场地基坑开挖对周边环境影响的监测分析

对某回填土场地基坑施工中支护结构顶部水平位移、沉降和深层土体水平位移的监测数据进行了系统分析。监测结果表明：基坑边坡顶部水平位移不仅与开挖深度有关,还与基坑的平面形状和土层条件密切相关;阳角处的位移大于阴角处,长边跨中的位移明显;开挖对沉降的影响较水平位移的大;在相同支护条件下,回填土区域顶部的沉降差异较大;80％的水平位移发生在填土层;填土层与原土层交界面处的整体性差,导致上部支护结构整体向基坑内侧滑移,引发基坑顶部附近地面的拉裂;基坑变形对降雨因素比较敏感,基坑支护设计应考虑降雨对支护结构的不利影响。基坑开挖过程中的及时监测预警及应急措施,确保了基坑工程的安全。     

地铁车站深基坑动态施工过程变形规律与数值仿真分析

以南京地铁虹桥站深基坑工程为依托,结合土体开挖过程中基坑各项监控量测数据,利用FLAC 3D软件建立车站深基坑的三维数值仿真模型,对基坑的开挖和支护动态施工过程进行模拟,对比研究数值仿真的变形计算结果与监控量测数据,研究结果表明:(1)地连墙水平位移在墙身范围内,大致呈"弓"形,随着基坑的开挖而呈非线性增加,位移峰值出现在基坑开挖工作面附近。(2)地表土体受基坑开挖的影响范围主要在基坑边1H(H为基坑深度)范围内,不同工况下沉降曲线大致呈抛物线形,且沉降峰值呈线性增加,峰值沉降发生在0. 5H附近;在同一工况条件下,随着时间的推移,不同距离位置处的土体位移呈现不断重分布的过程,但整体曲线仍呈"凹"形。(3)基坑隆起量也与基坑开挖过程有关,土体的最大隆起量发生在基坑中轴线附近,随着开挖深度的增加隆起量呈非线性增加。(4)支撑的架设对围护结构的变形和土体的沉降控制能起到良好的正面作用,延迟支撑架设对变形的发展极为不利。     

公路隧道深基坑围护桩受力与变形监测

针对某市南北快速干线隧道17. 8 m深基坑工程,采用同济启明星Qimstar~?基坑支护结构软件,对基坑开挖过程中围护桩的受力情况进行模拟计算,并用测斜仪对围护桩的水平位移进行现场实时监测,研究桩体受力特点及变形规律.结果表明:模拟结果与监测结果在数值上比较接近,且变化趋势一致;桩身最大水平位移与基坑土层的开挖深度密切相关,随开挖深度的增加而发生非线性增大;受基坑时空效应的影响,桩体最大变形部位不断下移,桩身形状也由最初的前倾形曲线逐步向弓形曲线发展,最终在距基坑设计开挖总深度的2/3处达到11. 25 mm的最大值;在基坑底板浇筑完成后,围护桩变形趋于稳定.     

复合土钉支护转角有利影响范围

基坑复合土钉墙转角处有明显的空间效应,受力变形较小,对支护结构有利,但不清楚转角定量的有利影响范围,目前设计中仍按照与基坑中部一样保守设计,为在此范围内降低土钉用量,避免保守设计,对水泥土搅拌桩复合土钉支护结构建立了全尺寸整体三维有限元模型,这种模型包含基坑的转角,能考虑基坑的空间效应,通过建立接触面单元,能考虑土体和搅拌桩、土体和土钉的相互作用,量化分析了基坑转角对支护结构受力和变形的有利影响范围,计算结果表明,基坑转角对开挖面水平位移、地表沉降、坑底隆起、土钉轴力的有利影响范围分别约为1.3、1、1、1.2倍的开挖深度。经与实际工程现场实测值对比,验证了该模型分析结果的可靠性,同时分析结果优于平面二维和局部三维有限元模型,结论为复合土钉支护结构的优化设计和安全施工提供了理论依据和研究方法。