基坑开挖引起的周边土体三维位移场的简化分析

虽然不少经验方法可以用来计算基坑开挖引起的地表沉降以及围护墙水平位移,但是目前基坑开挖引起的地表以下土体位移场的预测缺乏简单的计算方法,而主要依赖于有限单元法。有限元分析中如何选用合理的参数来准确计算开挖引起的土体位移一直是个难题。在有限单元法的基础上,考虑土体小应变特性,基于芝加哥地区实际基坑工程的实测数据,通过反分析方法确定了能够准确计算基坑开挖引起的土体位移的合理计算参数。利用这些参数较为准确地计算了基坑开挖引起的土体位移,总结了基坑周边土体三维位移场的衰减规律,并由统一表达式来表示,同时结合围护墙水平变形与墙后地表沉降的经验公式,通过二次拟合提出了基坑周边土体三维位移场的简化计算方法。通过与有限元计算结果以及实测结果的对比,验证了该方法的合理性。     

分层地基中隧道开挖对邻近刚性桩筏基础竖向影响分析

基于两阶段分析方法：第一阶段采用Loganathan方法计算隧道开挖引起的土体自由场位移,第二阶段采用层状地基中弹性理论法,计算桩和土,桩和桩之间的相互作用,并考虑刚性筏板对桩基的约束作用,提出了一套能够分析层状地基中隧道开挖对刚性筏板群桩基础竖向影响的解析方法。将计算结果与离心试验结果及现有方法计算结果进行对比,得到了较好的一致性,验证了其正确性。并首次对层状地基中桩筏基础承载特性进行了分析,讨论了桩基变形对遮拦效应的削减作用,结果表明此方法意义明确,层状地基模型更符合工程实际情况,适于推广使用。     

风力发电机组塔筒及桩筏基础的结构共振特性分析

梁板式桩筏基础是陆上风机常见的基础形式,设置桩基可以增强基础阻抗,从而改善风机结构共振性能。然而,在风机共振频率设计时,常常假定结构底部为刚性固定,忽视了不同基础形式的差异。文章在基础水平-摇摆动力阻抗及风机共振频率研究的基础上,以某风电场工程为实例,研究了陆上风机的共振特性及基础影响。研究发现,与无桩基础相比,有桩基础明显地改善了风机结构的共振性能。     

基于反分析法的基坑开挖引起的土体位移分析

目前基坑开挖引起的土体自由场位移的计算方法主要为有限单元法,而要利用有限单元法较为准确的计算土体的位移场,除了对有限单元法理论以及土体本构知识有较为充足的储备外,模型参数的选取也是重要因素。室内试验确定模型参数受到诸多因素的影响,很多时候在利用这些参数预测基坑变形时并不准确。反分析方法可以有效的解决模型参数的选取问题,因此本文将基于实测数据,采用考虑土体小应变特性的HSS模型,利用反分析方法对基坑开挖引起的土体位移进行研究。研究表明考虑土体小应变采用反分析方法可以较为准确的计算基坑开挖引起的土体位移。     

湿陷性黄土地区碎石排水系统砂岩碎石遇水软化试验研究

为研究延安湿陷性黄土地区进行的平山造地工程碎石排水系统中砂岩的遇水软化特性及其对工程施工稳定性的影响,采用WDW-600微机控制电子万能机对现场所取砂岩岩样开展了岩石单轴压缩试验和圆盘劈裂试验,测定烘干状态、天然状态、浸水饱和状态三种不同含水量的砂岩的强度及软化特性,结果表明：该地区砂岩遇水后会发生较为明显的强度软化,其中岩石抗压强度软化程度稍大,烘干样、天然样和饱和样平均抗压强度分别为14.54 MPa、10.58 MPa和7.70 MPa,软化系数为0.53;烘干样、天然样和饱和样平均抗拉强度分别为1.43 MPa、1.30 MPa和0.83 MPa。试验增强了对延安湿陷性黄土地区砂岩遇水软化力学性能的认识,对岩石遇水软化后排水系统承载性能计算和稳定性分析具有参考价值。     

基于小应变特性的基坑开挖对邻近桩基影响分析方法

越来越多的基坑紧邻既有建筑开挖，需要评估基坑开挖对邻近建筑的影响，因此基于变形控制的基坑设计已经成了必然要求。目前仍缺乏有效简单的方法去估算基坑开挖对邻近建筑的影响，特别是采用桩基础的建筑。而且当进行变形控制设计时，要求基坑变形控制在较小的范围内，此时基坑周边土体处在小应变范围内，要建立基坑开挖对周边建筑影响的分析方法必须考虑土体小应变特性。首先采用基于小应变特性计算基坑开挖引起的深层土体位移的经验计算公式计算基坑开挖引起的自由场土体三维位移，然后基于差分方法提出了基坑开挖对邻近桩基竖向和水平向影响的两阶段分析方法。通过与有限元结果的对比，验证了本方法的正确性。并分析了基坑开挖深度和桩基离基坑距离这两个因素对邻近桩基的响应的影响。研究表明开挖深度越小对桩基影响越小，基于桩基内力控制时，基坑开挖深度应避开桩底位置，且桩基在距离基坑0.5倍开挖深度距离时最为危险。     

冲刷对桩井基础水平承载特性影响的试验研究

大直径单桩基础及沉井加桩复合基础是近海工程中重要的深基础形式,其受力情况较为复杂,不仅受多种荷载的耦合作用,往往还受到波流的冲刷作用。目前关于冲刷的研究多集中于研究水流与土体的相互作用,即冲刷坑的形成机理,而有关冲刷坑的形成对基础承载力影响的研究则较少。通过室内模型试验,采用开挖对冲刷效应进行模拟,研究单桩及沉井加桩基础在冲刷前后水平承载性能的变化。试验结果表明,冲刷会显著降低上述两类基础的水平极限承载力;水平荷载达到极限承载力时,基础的弯矩幅值及基础周围土抗力幅值在冲刷后有明显下降。     

基于临近桩基保护要求的基坑变形控制指标研究

基坑开挖对临近桩基的保护一直是基坑工程的难题之一,控制围护墙变形是防止临近桩基破坏的最主要措施,而目前对于围护墙的变形控制标准主要是来源于统计结果,并不能反映临近桩基的变形承受能力。通过基于位移控制的基坑开挖对临近桩基础影响两阶段分析方法,建立基坑围护墙变形与桩基变形的关系,并进一步通过对基坑与桩基的主要相关参数分析提出了变形影响因子。在此基础上,基于临近桩基础角变形控制要求,提出了基坑围护墙最大水平变形的控制指标与经济指标。     

承压水越流对地下结构浮力影响试验研究

针对承压水地层中地下结构受到浮力预测不准确的问题,开展存在地下结构的土层中竖向渗流模型试验,考察不同环境中的承压水渗流对地下结构的浮力影响。主要探讨不同水力梯度下均质土层中竖向渗流及承压水向上穿越弱透水层渗流时,所产生的孔隙水压力变化规律及其对地下结构的浮力的影响特点。试验表明:存在渗流时,土中孔压分布和地下结构浮力与静水压力不符;均质土中竖向渗流时,孔压和浮力较同深度理论值的提升比例与竖向水力梯度成正比;承压水在上覆弱透水层中渗流时,弱透水层中孔压和浮力的提升比例要大于强透水层,且土分层界面处孔压和浮力的提升比例最大,约为2倍的水力梯度。     

地下结构对地下水渗流场水位改变的数值分析

地下结构抗浮设计中浮力往往采用静水压力进行计算,当存在渗流情况时,往往需要采用流网法或者有限元方法进行分析,缺乏较为简单实用的方法,特别是在分层土体中。且原渗流场往往受到结构影响会产生改变。针对考虑渗流情况下地下结构抗浮计算较为困难的问题,开展数值模拟分析,分析地下结构埋深、尺寸对结构周边渗流场的影响,建立考虑渗流条件下结构周边水头的简化修正公式,修正渗流条件下静水浮力的计算。