基坑开挖及降水引起的地表沉降预测

以随机介质理论、渗流理论和土体压密理论为基础,探讨了一种新的基坑开挖及降水引起的地表沉降的计算方法。推导了基坑降水渗降漏斗曲线方程及考虑水的渗流作用的基坑周边土体中有效应力的计算公式,并由此导出了考虑渗流作用的基坑降水地表沉降计算公式,再利用叠加原理,得到最终的由开挖和降水引起的地表沉降分布计算公式。工程实例分析计算结果表明,距基坑周边8～10m范围以内,基坑开挖和降水引起的地表沉降基本相当,而距坑周20m以外的地表下沉主要由降水引起,因此基坑降水引起的地表下沉不容忽视。本文推导的计算方法能充分反映基坑降水对周边地表下沉的影响,是一种计算基坑开挖及降水引起的地表沉降的有效方法。     

基坑开挖工程降水引起的沉降预测

以上海某基坑工程为例,建立三维有限元模型分析基坑地下水位变化以及因抽取地下水引起的地面沉降。分析结果与现场实测数据基本吻合,表明所用方法可以较好地模拟实际工程。     

基坑开挖对坑底已建隧道影响的三维数值分析

城市地下工程的快速发展,不可避免地要在地铁隧道附近进行施工活动,这其中就包括在已建隧道的上方进行基坑开挖。采用三维有限元方法,对软土地区基坑开挖对坑底已建隧道的影响进行分析,其中基坑为矩形,隧道轴线与基坑长边平行,通过变换隧道横截面的位置来研究开挖对坑底不同位置隧道的影响。数值分析的结果表明,处于坑底中心的隧道,其横截面在基坑开挖过程的最大直径改变发生在竖向与水平向,竖向伸长,水平向压缩。处于坑底靠近地连墙的隧道,其横截面在基坑开挖过程的变形与处于坑底中心的隧道相似,但绕垂直轴向坑内旋转了一定角度。对于同一条隧道,基坑的空间效应对隧道横截面的变形影响明显。     

某地铁站基坑开挖支护与主体结构浇筑三维有限元分析

建立三维有限元模型对上海轨道交通杨浦线(M8)工程复兴路站基坑分步开挖,以及车站主体结构分步浇筑的整个施工过程进行分析,介绍了工程的相关情况,考虑土与结构的共同作用以及土体分层,分步开挖和支护结构分步施工。并给出主要计算结果与实测值进行比较,表明该三维有限元分析方法可以很好地模拟基坑开挖过程,并能为类似场地条件的地铁站设计施工提供参考。     

基坑开挖对邻近建筑物影响的三维有限元分析

结合上海某具体工程实例,采用基于土体硬化模型的三维有限元方法分析了深基坑开挖围护结构的变形以及对邻近建筑物的影响.计算结果与工程实测进行了比较,结果表明:采用的计算模型是合理的,该方法适用于敏感环境条件下深基坑变形分析.     

基坑开挖对临近桩基影响的实测及有限元数值模拟分析

基坑开挖引起的土体位移对临近建筑物桩基的影响越来越得到工程界的重视。对某基坑工程开挖进行的实测表明,基坑开挖可对临近桩基产生显著影响,并发现当排桩桩间距较大时,其后止水帷幕的水平位移可能大于排桩水平位移。以该实测工程为算例,采用三维有限元法进行了计算并与实测进行了对比。分析了桩基和基坑间距、桩基刚度、桩顶竖向荷载和桩基顶部约束条件等对桩基附加弯矩、位移的影响,并进行了评价分析,以期为有关的设计和施工提供参考。     

基坑开挖对邻近地铁区间影响的数值模拟分析

临近基坑的地铁轨道会因为基坑的开挖而产生位移和变形,这将影响到轨道交通的运营安全。以长沙某深基坑工程为背景,通过划分不同的施工阶段,用PLAXIS软件模拟分析了在该项目的基坑开挖过程中,邻近地铁区间的土体位移和管片变形的发展规律。结果表明:随着开挖的进行,地层最大竖向位移发生在基坑底部,最大水平位移发生在基坑顶部,地铁隧道处的地层位移变化较小;地铁管片离基坑越近,变形越大。     

基坑开挖对周边环境影响的三维数值分析

基坑开挖会对邻近既有隧道及土体变形特性产生重要影响。基于Midas GTS420研究基坑开挖对周边土体、支护结构及邻近双向水平隧道的变形特性影响。数值模拟结果表明:周边土体沉降主要发生在开挖基坑长边中部及拐角部位,最大沉降位置位于围护结构外约1/3基坑宽度处;围护结构的最大水平位移位于基坑长短边拐角处,当基坑开挖深度接近于临界深度时,水平位移迅速增大;隧道的横向位移存在一个临界埋置深度,其深度约9m。     

基坑坑内降水对周边土体性状影响的数值模拟研究

基坑降水会影响到周边土体的工程性状,本文采用渗流与固结进行耦合,建立坑内降水分析模型.由所建立的模型,分析基坑内外渗流场、位移场的时空变化规律,通过对变化规律的研究,分析了基坑内降水对周边土体性状的影响.     

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。     

对称约束对基坑开挖三维有限元分析的影响

在三维有限元分析中,由于单元数量和自由度的数量巨大,为了简化计算和提高计算精度,有必要采用诸如使用对称约束等之类的简化模型。但实际研究中我们所依据的仅仅是理论上的对称约束进行简化,并没有研究对称约束对三维有限元分析的影响。因此,本文采用三维有限元分析方法模拟分析天津软土地基上某深基坑工程的开挖过程,研究了对称约束对支护体系内力和变形的影响,计算结果和实测结果比较的一致性,说明利用对称约束简化计算模型的可行性。     

软土应力各向异性对基坑开挖变形影响的机理分析

软土条件下,应力各向异性对复杂状态下土体的变形规律有重要影响。卸载状态下的K0固结土体具有其特有的强度和变形特性。本文建立了一个简单、便于工程使用且能够描述土体各向异性的理想弹塑性本构模型,并将该本构模型耦合到ANSYS软件中,模拟分析了各向异性对基坑开挖变形的影响。结果表明:各向异性对土体的变形性状有重要影响,且对土体的水平变形和与竖向变形的影响程度与开挖宽度和开挖深度的比值有关。     

武汉某地铁站基坑开挖变形的三维数值模拟

基坑的设计不仅要保证基坑本身的安全,也要考虑变形过大导致的周围环境破坏,基于变形控制的基坑设计越来越受到人们的重视.以武汉某地铁站基坑为研究对象,采用三维有限差分方法,对基坑在施工过程中地表及坑壁的变形进行了研究,获得了基坑在设计支护结构下开挖和支护过程中的变形分布规律.     

基坑工程直立开挖支护的FLAC3D数值模拟分析

采用FLAC3D有限差分软件对10m深均质土基坑进行直立开挖,在未支护、土钉支护和搅拌桩复合土钉支护3种工况下,对位移及土钉内力进行对比分析,得出在均质土直立开挖基坑时可优先考虑搅拌桩复合土钉支护形式,以获得合理支护效果。     

钢支撑在基坑支护过程中的应力变化分析

国内外实践已证明：科学地采用预加轴力的钢支撑，对保护环境、节约造价和缩短工期具有明显优势。但钢支撑的采用，必须具备钢支撑加工和安装的技术条件，并需要一定的施工经验。     

考虑固结、土-结构相互作用的基坑开挖有限元分析

1前言深基坑有限元分析方法可以较全面地考虑多种复杂因素的影响,因而越来越受到重视.但目前有限单元法计算精度太低,致使该方法仍处在辅助设计水平上.     

髋关节置换术后股骨应力的三维有限元分析及与骨密度变化的相关研究

目的应用三维有限元分析假体周围的应力情况,同时连续测定骨密度,探讨二者之间的相关性。方法选择自2008-2009年在南昌大学第二附属医院进行全髋关节置换术的患者共20例,分别在术后1、3、6个月,1、2、3年应用三维有限元方法分析股骨假体周围应力变化,同时应用双能X线骨密度仪测量股骨假体周围骨密度,股骨柄假体区,采用Gruen方法分7个测量兴趣区,即ROI①、②、③、④、⑤、⑥和⑦区。并将其与同一患者未置换部位进行比较,应用SPSS 15.0分析软件对收集到的数据进行处理,用t检验进行组间显著性测定。结果 20例患者均进入结果分析。ROI⑦区应力遮挡最明显,ROI③应力遮挡最少,各区在术后1、3、6个月的应力遮挡无统计学意义（P〉0.05）,术后1、2、3年的应力遮挡较1、3、6个月明显减少（P〈0.05）。股骨假体周围骨密度在术后1个月时无明显下降（P〉0.05）,术后3个月开始明显下降（P〈0.01）,且以ROI⑦区最明显,术后1、2、3年骨密度无明显下降并趋于平稳。结论髋关节置换术后假体周围骨密度变化与其应力遮挡存在明显的相关性,并随时间的变化也是一致的。     

应力路径对基坑变形性状的影响对比分析

在工程实践中,由于实际条件的限制,人们常常采用普通三轴“加荷”的试验方法确定土体计算参数。这与深基坑开挖卸荷土体的应力路径显然是相悖的,故用常规的土工加载试验参数进行深基坑工程的数值分析与设计计算也显然是不合适的,必然会产生较大的误差。在此,基于卸荷与加荷不同应力路径所得的土体试验参数结果,利用ANSYS大型有限元程序进行无支撑深基坑开挖工程实例模拟计算。分析比较在不同的两种应力路径下所得的基坑的变形性状,为今后深基坑支护设计中土体计算参数的选择提供指导性建议。     

一组节理的岩体中开挖圆形洞室应力重分布的数值模拟

以往在研究洞室开挖引起围岩的应力重分布时,多从均质连续的角度出发来研究受力条件和洞室形状对围岩应力分布的影响.但近年来研究表明岩体应力的分布是受岩体结构及岩体特征所控制的.而工程岩体中普遍存在着大规模的结构面或其他软弱裂隙面,这些结构面在很大的程度上影响着围岩的应力重分布.文章试图运用离散单元法数值模拟分析了一组节理结构面对洞室应力的重分布的影响规律.     

模拟热–水–应力耦合作用的三维节理单元及其数值分析

对于具有相同厚度的空间8节点等参数节理单元,考虑温度和孔隙水压力的影响,将其的应力–位移关系加以拓展,建立了相应的应力平衡方程、水连续性方程、能量守恒方程,使之可用于分析饱和–非饱和岩体中存在不连续面时的热–水–应力耦合问题,并结合实体单元,研制出相应的三维有限元程序。针对一个假定的核废物地质处置模型,通过有、无节理的热–水–应力耦合过程数值分析,显示与无节理的情况相比,由于节理的存在使得近场岩体中的温度、应力及水流速度的分布与数值都发生了明显的变化,特别是节理附近的岩体中有某种水流"冷却"作用和一定程度的应力集中现象,其它部位岩体的应力也有所增加。