基坑桩锚联合支护分析及弹塑性验算

通过理论分析,建立基坑应变软化模型,对基坑在桩锚支护过程中的变形情况,以及桩锚结构的力学响应进行数值模拟,并将计算结果与实际监测结果进行对比,得到:(1)应变软化模型的结果与实际监测结果大致相同,优于Mohr-Coulomb理想弹塑性模型.基坑在桩-锚联合支护下,水平位移沿深度方向呈近似直线分布.随着基坑开挖深度的增加,基坑壁的水平位移和底部的回弹位移越来越大.(2)锚杆轴力沿锚杆体分布形式为逐渐减小的形式,随着基坑的继续开挖,锚杆的锚固力不断增大.基坑开挖完毕后,各层锚杆轴力沿长度的分布并不均匀.     

桩锚支护结构锚杆受力机理试验研究

为分析基坑开挖过程中桩锚支护结构的锚杆受力机理,结合西宁火车站综合改造工程的深基坑支护结构,对不同工况条件下锚杆的受力进行现场综合动态试验与监测。结果表明:在未施加预应力阶段,随着基坑的开挖,锚杆的锚固作用逐渐发挥,锚杆轴力沿锚固长度呈现先增大后减小的变化趋势,而摩阻力的分布则存在"中性点";对锚杆进行单循环加载时,锚头施加的荷载有所损失,锚杆轴力和摩阻力均沿锚固段长度逐渐减小;在施加预应力之后,锚杆轴力沿锚杆长度逐渐减小,随开挖深度的增加而逐渐增大,摩阻力沿锚固长度逐渐减小。所得结论可进一步完善锚杆的受力理论,为基坑支护的优化设计及施工提供参考性建议。     

框架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移影响因素

框架预应力锚杆柔性支护结构由于其诸多优点在基坑开挖支护工程中得到了广泛应用,但是目前的设计多注重于强度设计,而对支护结构水平位移问题很少讨论。随着基坑开挖深度和规模的增大,其位移和稳定问题日益成为工程界关注的焦点。考虑基坑开挖过程的影响,基于某工程实例分析讨论了框架预应力锚杆柔性支护结构的坡面水平位移的影响因素,包括开挖深度、基坑坡角、地面施工荷载、土体物理力学性质、超开挖深度、锚杆设计参数和框架立柱抗弯刚度。经过分析对部分参数的影响得出了定性的结论,而对其余参数的影响给出了定量的结果,这些结论不仅可以为进一步认识框架预应力锚杆柔性支护结构的作用机理提供依据,同时可供工程技术人员设计时参考。     

深基坑在土钉墙和桩锚联合支护条件下支护结构受力分析

本文通过数值计算得出土钉和锚杆所受内力呈"枣核"状或抛物线状分布,每排土钉轴力最大值自上往下逐渐向面层方向偏移。随着开挖深度的增加,受拉土钉的轴向拉力增大,而对于锚杆开始在自由段施加预应力,随着开挖深度的增加其轴力也在不断的增大,在土钉(锚杆)的末端轴力几乎为零,开挖过程中桩的轴力和剪力都在逐渐增大,桩身的最大剪力逐渐向下移动,上半部分桩的弯矩由小逐渐变大,而在下半部分,基坑底向下1m的范围内,弯矩值逐渐减小的支护结构的内力分布规律。     

排桩锚杆复合土钉作用机制的试验研究与分析

本文结合某基坑工程,采用分布式光纤测量技术配合应力计监测土钉和预应力锚杆的应力分布、轴力变化,研究了基坑开挖过程中土钉和预应力锚杆的应力应变随工况发生变化的规律、注浆效应对土体力学参数及其对基坑潜在滑裂面变化的影响。得出主要结论:在试验条件下,预应力锚杆轴力随开挖深度增加而增加,开挖完成后随时间变化,预应力锚杆轴力逐步减小、土钉轴力逐步增加,锚杆与土钉承载力发挥难以协调,降低了总的安全度;未考虑排桩插入深度对支护的作用,是导致预应力锚杆和土钉轴力较小的原因,排桩复合土钉应考虑排桩的支护作用。通过对排桩预应力锚杆复合土钉支护体系的受力变形分析,提出了该支护设计的建议,对类似工程的设计和施工有着重要的指导意义。     

三种支护形式应用于深基坑开挖的数值模拟对比分析

结合工程实例,运用有限元法,采用Drucker-Prager模型,对深基坑开挖与支护进行了数值模拟研究,得到了在纯土钉支护、预应力锚杆复合土钉支护和纯锚杆支护条件下,坑壁的最大竖直位移和最大水平位移、土钉和锚杆的最大轴力,并且对结果进行了比较分析。得出了随着基坑开挖深度变化基坑坑壁水平位移、土钉内力、锚杆锚固段轴力等的变化规律,可作为工程设计与施工的参考。     

框架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移的理论分析与模型试验研究

基于基坑开挖过程的影响,视锚杆自由段为弹簧,将开挖阶段的框架预应力锚杆柔性支护结构简化为底端铰接,而上部在不同深度位置处由锚杆弹簧支承的竖向连续梁;提出这种支护结构的坡面水平位移简化计算方法,给出计算模型和计算简图,确定相关参数.以一基坑工程为例,通过对其坡面水平位移的计算分析,分析结果表明,基坑上部位移较大,框架预应力锚杆柔性支护结构在控制基坑水平位移方面效果显著.另外,为深入了解框架预应力锚杆柔性支护结构的工作性能,依据几何相似原理,对其进行室内模型试验研究.位移实测结果与理论计算结果的对比分析表明,二者在总体趋势上吻合较好,但数值上相差较大,试验结果仅仅是定性得出了水平位移的分布规律和预应力锚杆的锚固效果.提出的坡面水平位移计算方法是一种简化近似计算法,各参数容易确定,因此具有可操作性,用于初步估算是可行的.     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构受力演化过程分析

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

深基坑桩锚支护结构数值模拟与现场实测

利用FLAC3D进行基坑开挖数值模拟,结合桩体钢筋应力与水平位移的现场监测结果,分析了桩锚支护结构桩体受力与变形特征。结果表明:圈梁对桩顶的约束作用明显,在桩顶引起约束横向力与力矩,影响桩体的受力形态;桩身弯矩随着基坑开挖深度的增加而增大,锚杆的位置对桩身弯矩有明显影响;桩身水平位移为两端小中间大,且位移最大值随基坑开挖深度的增加向下发展。