平面冻土墙围护深基坑的时空效应数值模拟

对深基坑平面冻土墙围护结构及周围地层的应力和位移进行了三维有限元数值模拟，其中冻土墙为符合Mlses屈服准则的非均质粘弹塑性介质，地层为符合Drucker-Prager屈服准则的弹塑性介质，同时考虑了基坑分步开挖及时间的影响。分析了冻土墙厚度、深基坑跨度及冻结盐水温度与基坑稳定性的关系并得到了回归关系式。最后，采用本程序对一试验模型进行了计算，其结果令人满意。     

非均匀温度分布冻土墙围护深基坑开挖的有限元数值模拟

通过对冻土墙的温度场分析，考虑冻土墙温度分布的不均匀性，采用分段近似的方法对冻土墙围护深基坑开挖进行了有限元数值模拟，计算基坑变形，并与平均温度条件下冻土墙围护深基坑开挖的计算结果进行对比分析，得出一些有意义的结论，为冻土墙的设计和施工提供了一些有价值的参考信息。     

锚碇深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力研究

在分析深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力产生机理的基础上，提出采用卸压孔法来减小水平冻胀力。通过数值模拟，得到了有、无卸压孔条件下排桩所受水平冻胀力的具体数值，同时，给出了水平冻胀力与冻土墙厚度的变化关系，从而为这种新型围护结构的工程应用提供了设计依据。结果表明，施工卸压孔可使排桩所受的水平冻胀力明显减小。     

深基坑工程中人工冻土墙的设计计算研究

阐述了人工冻土墙在国内外的研究和应用现状,对冻土墙的厚度、嵌固深度、变形以及可靠度的设计计算从原理上进行了分析,并对人工冻结技术的工程应用进行了展望。     

深基坑开挖支护的弹塑性有限元数值模拟与分析

长江润扬大桥北锚碇基坑平面69m×50m ,深达48m ,采用弹塑性有限元方法对该超大深基坑的开挖和支护过程进行了数值模拟 ,分析施工过程中支护结构和周围土体的受力、变形及塑性区发展状况。由于该方法比弹性地基梁(板)的基床系数法能更好地模拟深基坑的开挖和支护动态施工过程 ,为工程设计和现场施工提供了理论参考和指导。     

特深基坑排桩冻土墙围护结构的冻胀力模型试验研究

润扬长江公路大桥南汊悬索桥南锚碇基坑深29 m,平面尺寸为69 m×51 m,采用排桩冻土墙围护结构,为解决该结构设计中冻胀力取值难题,进行深基坑排桩冻土墙围护结构冻胀力物模试验研究。首先根据相似理论,推导模拟试验的相似准则;然后,进行模型设计和制作;最后,通过模拟试验,首次得到没有卸压孔时,排桩所受水平冻胀力为0.238 MPa,当在冻土墙外侧施工卸压孔时,排桩所受的水平冻胀力平均值为0.133 MPa。并给出了随着基坑开挖的卸压作用,桩上受到的水平冻胀力呈现减小趋势,最大衰减率达40%。从而为这种新型围护结构的工程应用提供设计依据。     

基于PLAXIS的深基坑支护设计的数值模拟

深基坑开挖和支护是岩土工程领域研究的热点和难点,如何通过有效控制其变形使基坑工程安全又经济,是人们不断探索的课题.以苏州地铁2号线某实际深基坑工程为研究对象,运用有限元分析软件PLAXIS对基坑开挖、支护全过程进行了数值模拟,分析了基坑开挖深度、支护结构刚度、支撑刚度、土体参数等设计、施工和自然环境因素对支护结构变形的影响,并给出一些控制基坑变形的方法与建议,为深基坑工程的设计和施工提供了参考.     

冻土直墙用于基坑支护的研究

根据相似理论并考虑工程因素，推导了直线形冻土墙用于基坑支护时其温度、变形的相似准则方程，进行了模化设计，对砂土冻土墙的温度分布和变形特征进行了模拟试验研究。研究表明：冻土墙的温度分布曲线近似为直线；用一定厚度的泡沫塑料板对冻土墙保温是可行的和方便的；冻土墙变形由转动变形、弹性变形及较大的蠕变变形组成；墙体变形随其厚度增大呈非线性减小，而随土压力增大呈非线性增大：墙体暴露时间与其变形之间呈幂函数关系。在此基础上对冻土墙的设计方法进行了探讨，提出了冻土墙厚度设计的变形约束条件和冻土墙有效厚度的概念。认为冻土墙有效厚度的确定必须综合考虑冻土墙的温度分布特性、墙体的抗倾覆稳定性、强度条件和变形约束条件等几个方面的因素。     

基于ANSYS的深基坑土钉墙支护数值模拟

采用有限元软件ANSYS程序对基坑开挖进行数值模拟,以土钉墙为例得出每步开挖的土体位移变形图,得出该方法在深基坑支护设计应用中有很强的实用性、可靠性和经济性,对基坑设计及工程施工起到了很好的指导作用。     

市政道路深基坑降排水数值模拟研究

目前市政道路深基坑降排水数值模拟研究对于施工掌控的力度较低,且无法保障施工过程的安全程度,受环境因素的限制深基坑降排水数值的模拟结果精准度较低。对此,提出一种新式市政道路深基坑降排水数值模拟研究,通过勘探市政道路深基坑地质条件,收集相应的地质条件数据,并处理市政道路深基坑相关信息,调整地址状态,构建3D模型,模拟数值数据,提高数值模拟的精准程度,获取可靠性较高的模拟研究数据。研究结果表明,新式市政道路深基坑降排水数值模拟研究能在一定程度上提升数值模拟的精准程度。     

深基坑圆形冻土帷幕力学性能的模型试验研究

 利用自行设计加工的大型深基坑冻结模拟试验台，进行大直径圆形冻土帷幕受力与变形的物理模拟试验，获得深基坑开挖过程中圆形冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度、开挖半径和冻土平均温度等影响因素的变化规律以及冻土帷幕暴露段水平变形规律。试验结果表明，冻土帷幕水平位移随基坑开挖深度和开挖半径的增大而增大，随冻土的平均温度降低而减小。随着开挖深度的增加，冻土帷幕暴露段的水平变形不断增大，且表现为“中间大、两头小”的变形特征；不同温度下冻土帷幕的弹性变形占总变形量的比值不同，由－4 ℃时的30%增加到－18 ℃时的90%。对几个影响因素进行综合分析可知，冻土帷幕水平变形的主要影响因素是基坑半径和开挖深度，而帷幕平均温度、厚度及施工段高的影响相对较小。     

黄土类深基坑土钉支护内部稳定可靠性分析

讨论了黄土类深基坑开挖边坡土钉支护结构内部稳定性分析计算和设计方法。根据王步云等人的实验结果和所提出的分析计算方法,提出了黄土类边坡土钉墙内部整体稳定、单根土钉锚固稳定和杆体抗拉稳定可靠性分析方法,导出了相应的计算公式。采用精度较高的蒙特卡罗法计算可靠指标,同时探讨了可靠指标随各随机变量中值、变异系数之间的关系。     

基坑土钉拉力现场试验研究

通过对国际烟草大厦深基坑土钉支护内力的现场测试,对土钉拉力的分布变化规律开展研究。现场测试结果表明:土钉在基坑边坡的中部承受拉力最大,上、下部受力较小,其最大拉力作用点出现在近面层2.0 m处,与基坑边坡潜在滑动面趋于一致。土钉承受拉力具有开挖效应和时间效应,随时间增长土钉拉力增加,基坑每一步开挖,已设置土钉的拉力都有大幅提高,至开挖结束一段时间后,土钉拉力趋于稳定。因而,基坑开挖后应立即进行土钉支护,以充分发挥土钉的加筋作用。     

软土地基加筋土挡墙数值模拟及稳定性探讨

 对一软土地基加筋土挡墙建立二维数值模型,模拟其在分级堆载情况下挡墙和地基内的沉降、水平位移、土压力,以及土工格栅轴向应变的变化规律,模拟结果与现场实测结果基本吻合。采用有限元强度折减法计算的挡墙稳定性和滑裂面位置与实测情况一致,表现为深层滑动失稳。模拟和实测的各层筋材最大应变出现在距墙面4～6 m的位置,与目前土工合成材料加筋挡墙设计理论的朗肯破坏面位置不同,其原因是目前的挡墙设计理论基于刚性地基假定,未考虑地基变形对筋材应变分布及稳定性的影响。采用该数值模型探讨加长挡墙底部筋材对其稳定性的影响,得出挡墙稳定性与底部筋材加长长度和层数关系密切。得到的挡墙稳定性与筋材加长长度和层数的关系曲线,对于软土地基加筋土挡墙设计有指导意义。     

深埋隧洞岩体开挖瞬态卸荷机制及等效数值模拟

 岩体爆破开挖过程中,开挖荷载瞬态卸荷伴随着爆破破岩的裂纹扩展、爆生气体逸出以及新自由面形成等过程而发生。针对深埋隧洞全断面钻爆开挖,确定分段微差爆破对应的分步开挖荷载,分析爆炸荷载耦合作用下的开挖荷载瞬态卸荷方式与持续时间,实现开挖荷载瞬态卸荷的荷载边界条件的数学描述。考虑到炮孔近区岩体因爆破破碎引起的介质连续性的改变及其所经历的复杂应力状态,根据炮孔周围岩体爆破破坏的空间分布特征,基于等效弹性作用边界的概念,提出群孔起爆条件下爆炸荷载与开挖荷载瞬态卸荷耦合作用的等效数值模拟方法。现场实测振动数据验证了计算结果的正确性。     

地基–结构动力相互作用体系中数值仿真的研究

 采用数值仿真试验进行结构地震反应的理论和计算分析,将理论分析结果、振动台试验结果和计算机仿真结果三者结合起来,研究和分析地基–结构动力相互作用及其抗震性能。通过数值模拟,解决试验中土压力盒损坏的问题,得到地震动激励下桩–土接触压力峰值的数据,并由此分析桩–土接触压力的大小及其分布规律,提出桩基上的支盘是基础减振的主要构件,并承受动荷载,减轻地震波对上部结构的冲击力,同时消耗上部结构反馈给基础的振动能量。承台和桩基两侧的土压力时程曲线呈反向关系,说明基础在同一时间一侧受压,另一侧受拉。产生这种现象的原因是由于框架结构和承台下的桩–土在振动时的相互作用,并由此导致承台出现转动效应、建筑物产生倾倒的现象。