基坑开挖参数反分析贝叶斯方法比较研究

根据基坑开挖过程中获取的现场监测数据可以反分析现场土层的土体参数.贝叶斯方法为充分利用现场监测数据分析土体参数提供了一条有效的途径.实现贝叶斯更新一般有两种方法:一是各开挖阶段的观测值依次对土体参数进行更新,即分步更新,更新过程中需假设后验分布类型,如正态分布;二是将多阶段的观测值作为整体对土体参数进行更新,即整体更新.为了研究贝叶斯更新方法对更新结果的影响,在先验分布为正态或均匀分布时分别采用这两种方法对台北国营企业中心开挖工程的土体参数进行更新.结果表明:当先验分布为正态分布时,假设后验分布为正态分布进行分步更新,得到的参数分布基本合理,能够准确预测开挖引起的最大沉降和失效概率;相反,当先验分布为均匀分布时,假设后验分布为正态分布进行分步更新,不能够准确预测开挖引起的最大沉降和失效概率,此时应采用整体更新方法.     

基于正交试验的深基坑变形影响因素研究

运用正交试验原理,以深基坑土体的摩擦角、弹性模量、粘聚力、地连墙刚度、支撑刚度为影响因素,设定周边土体最大沉降、地下连续墙最大水平位移作为分析基坑开挖后变形的两个指标,对合肥地区逆作法深基坑稳定特征用数值模拟进行了分析。采用极差分析法揭示了各因素在深基坑开挖过程中的重要次序。结果表明在施工方式保持不变的情况下,地表沉降、地连墙水平位移的最显著影响因素均为土体的弹性模量,地表沉降的其他影响因素依次为地连墙刚度、土体黏聚力、支撑刚度、土体内摩擦角。地连墙水平位移的其他影响因素依次为地连墙刚度、支撑刚度、土体内摩擦角、土体黏聚力。     

深基坑基底注浆加固效果数值模拟分析

采用高压旋喷注浆工艺对软土地区的基坑底部土体进行加固是保证深基坑施工安全与工程稳定常采用的方法。基于某地铁站监测数据,利用PLAXIS 2D软件建立了其数值计算模型并进行模型校核,对加固和未加固两种工况进行了数值模拟,对比分析了地连墙的位移和弯矩、地表沉降等开挖响应。研究表明,对软土地区基坑进行基底注浆加固,能有效减小地连墙的侧向变形和地表沉降。并针对加固区厚度、地连墙嵌入深度及刚度、软土层厚度4个参数进行了分析与讨论,优化了加固区的合理厚度、地连墙的合理嵌入深度,研究了基坑变形受地连墙刚度和软土层厚度影响的敏感性。     

基于ANSYS的地铁车站深基坑支护设计

针对广州地铁三号线永泰站深基坑平面尺寸较长,地下溶洞较多,地质条件较差的特点,制定了地连墙和内支撑相结合的基坑支护方案,以确保基坑和周围建筑物的安全。通过ANSYS建立三维有限元模型,分析了地连墙厚度、内支撑刚度和预加轴力等主要因素对于基坑变形的影响,并根据地连墙厚度和内支撑刚度与墙体最大位移的关系曲线,确定了地连墙厚度和内支撑刚度的合理取值,同时调整钢支撑的预加轴力值,使地连墙的最大侧移值控制在允许的范围内。从施工监测结果可以看出,地连墙侧移和基坑周边沉降基本都在30mm左右,表明本基坑支护方案合理可行,可为同类工程提供参考。     

基于ANSYS的地铁车站深基坑支护设计

针对广州地铁三号线永泰站深基坑平面尺寸较长,地下溶洞较多,地质条件较差的特点,制定了地连墙和内支撑相结合的基坑支护方案,以确保基坑和周围建筑物的安全。通过ANSYS建立三维有限元模型,分析了地连墙厚度、内支撑刚度和预加轴力等主要因素对于基坑变形的影响,并根据地连墙厚度和内支撑刚度与墙体最大位移的关系曲线,确定了地连墙厚度和内支撑刚度的合理取值,同时调整钢支撑的预加轴力值,使地连墙的最大侧移值控制在允许的范围内。从施工监测结果可以看出,地连墙侧移和基坑周边沉降基本都在30mm左右,表明本基坑支护方案合理可行。     

地铁车站明挖深基坑围护结构变形规律分析

以绍兴地铁2号线车站基坑工程为实例,通过对地连墙水平位移、支撑轴力、地表沉降现场监测数据的分析,得到绍兴地区基坑工程围护结构的相关变形规律并给出相应的控制措施。结果表明：墙体水平位移基本呈内凸型模式,最大侧移在40～60 mm之间,基坑地表沉降呈凹槽形模式,其地表沉降主要集中在50～80 mm左右。地连墙最大侧移δ_hm在(0.05%,0.37%)H范围内,平均值为0.21%H;地下连续墙最大侧移点埋深δ_hm主要落于(0.69%,0.94%)H范围内;墙后最大地表沉降δ_hm范围在(0.01%,0.5%)H内,平均值为0.26%H。     

深基坑围护结构侧向位移变化规律分析研究

根据南京市地铁四号线中保站的监测数据,分析地下连续墙的变形特征,发现基坑开挖过程中围护结构变形具有明显时空效应规律;发现随着开挖深度增加,地连墙侧移量在基底附近达到最大值;发现地连墙的变化呈现类似抛物线,地连墙侧向位移随着自身刚度增加而减小。结合平面有限元计算分析软件plaxis,利用HS本构模型对地连墙变形影响因素进行分析研究,结果建议南京地区的开挖深度为H时,其地连墙的厚度取(2.5%~3.5%)H。     

基坑开挖对围护结构变形的影响

深基坑开挖可能引起围护结构及周围土体的变形。以上海长江西路越江隧道新建工程为例,根据实际土层分布建立基坑体系的几何模型,使用Ｍｏｈｒ-Ｃｏｕｌｏｍｂ模型表征土的本构关系,基坑开挖采用分步开挖方式,使用有限元分析软件Ａｂａｑｕｓ进行基坑开挖过程的数值模拟,分析基坑施工过程中地下连续墙水平位移与周围地表沉降的变化特征,对比研究了现场监测数据与数值模拟结果。结果表明：基坑开挖导致地下连续墙水平位移增大５１％,基坑开挖工程中应注意不同位置基坑施工对环境的影响;基坑开挖对周围地表最大影响位置是距基坑边０.５倍开挖深度处。     

深基坑地下连续墙侧向位移分析

通过某深基坑工程的实测数据,系统分析了地连墙的变形规律.分析表明,在深基坑开挖过程中,墙体的侧向位移随着一步开挖深度的增加而增大,且增长的幅度与开挖幅度成正比;基坑拐角处墙体的水平位移较小,但往基坑中部靠近墙体水平位移有增大的趋势,且至基坑中部其值可达最大;基坑开挖过程中,短边墙体受基坑角部空间效应的影响显著,其变形也较小;逆作法施工下,墙体最大位移约出现在基坑开挖深度的一半处,不发生在坑底附近.     

南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状

为了阐明南沙港区软土狭长深基坑围护体系性状,对广州深厚软土地层采用地连墙加内支撑作为围护体系的狭长深基坑实测分析. 研究结果表明,1) 墙体最大侧移量δ_m的变化范围为0.07%H~0.38%H（H为开挖深度）,平均值为0.22%H,最大侧移位置深度H_δm为H－6~H＋3,且大多数位于开挖面以上. 2) 墙体变形主要发生在第2、3层土体开挖阶段,其变形量分别占累积变形的32.6%、40.1%,基坑开挖具有深度效应,深基坑分层开挖对墙体变形控制非常重要,墙体变形主要影响深度约为基坑开挖深度的2倍,空间效应显著. 3) 墙体竖向钢筋应力与侧斜位移变化特性基本相似,随着基坑深度开挖,最大值位置逐渐下移,揭露了墙体变形与应力动态调节过程. 4) 支撑轴力在支撑架设后历时2周左右即达到最大值,随基坑开挖表现出即时性,多层支撑结构的各支撑轴力大小随着基坑开挖支护过程动态调整以协调变形发展,当基坑开挖完成,最终趋于稳定的钢筋混凝土支撑轴力约为设计值的0.73倍,第1、2道钢支撑轴力分别为其设计值的0.40、0.31倍,钢支撑设计偏保守,在保证基坑稳定的前提下,可以考虑支撑方案优化设计. 研究成果对后续该地区同类基坑安全预判以及指导类似工程设计和施工参数优化具有重要的现实意义.     

离心模型试验的连续墙变形影响因素

以上海世博会世博轴及地下综合体工程1标段逆作法施工深大基坑为背景,为了更好的了解土体开挖对地下连续墙变形的影响,设计了反应上海软土蠕变效果的离心模型试验,并结合有限元对其中主要的影响因素-开挖时限、开挖顺序和纵向开挖宽度进行了分析计算。离心模型试验和监测数据表明,数值计算的结果与试验和现场实测出的地下连续墙水平位移值都比较接近,可以较好的反映基坑开挖的变形性状。研究结果表明：预留土台和中板对于地下连续墙的变形有很好的控制作用;由土体蠕变而产生的地下连续墙变形大部分发生在预留土台开挖后,在预留土台开挖后应尽快施作下层板结构,以减小由于土体蠕变而使地下连续墙产生的变形;浅3层预留土台的纵向开挖宽度宜小于深3层预留土台的纵向开挖宽度;采用跳挖方式开挖土台时,应先开挖地下连续墙附近无重点保护对象的区域。     

超大逆作基坑地下连续墙变形分析

本文基于天津滨海新区某深基坑施工监测资料,对超大逆作基坑开挖过程中地下连续墙水平、竖向位移进行了分析。认识到,逆作基坑地连墙水平变形随开挖深度变化近似呈“弓形”分布,水平位移最大值出现的位置约为基坑开挖面以上1 /3 深度处,与顺作法位于基底开挖面附近区别较大。在竖直方向上,随着开挖深度不断加深,墙体的隆起值不断增加,但每步开挖后墙体隆起均有一定的滞后性,底层板浇筑后隆起趋于平缓。同时认识到基坑逆作法相对于顺作法具有变形小、整体性强的特点。     

深基坑地连墙支护体系动态调整方法及应用

深基坑地连墙支护体系工程变形与理论设计值之间存在较大差异且难于动态调整. 采用支护结构动态调整方法解决此问题,提出动态调整方法,并运用经实测数据验证后的数值模型研究深基坑地连墙支护体系协调变形规律,得出不同调整方案下支护体系受力、变形规律及协调变形曲线（即轴力-位移关系曲线）. 基于弹性地基梁理论,给出反映支护结构动态调节思想的适用于多层支撑结构的支护体系力学解析模型. 研究发现,在工程中,更严格的位移控制不一定能够带来更安全的结果,应该寻找合理受力平衡点并将支护体系受力参数控制在最优区间内. 研究得到本工程支护体系受力参数最优区间,最大轴力与钢支撑屈服强度比值为0.32~0.38,墙体位移与开挖深度比值为0.80‰~0.92‰.     

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。     

黏土中地下连续墙支护结构的稳定性分析

以杭州地铁二号线文华路地铁站主体基坑为工程案例,应用PLAXIS 3D数值模拟软件,确定杭州典型黏土地区土体小应变硬化（HSS）模型的土体参数取值方法. 基于可靠度理论及稳定性和经济性评价体系,将抗隆起稳定、抗倾覆稳定、支护结构侧向位移控制这3种安全性模式分别作为单目标,分析单目标下的结构参数敏感性及其最优解;运用灰色关联度多目标优化算法确定地下连续墙支护结构设计参数的最优解. 结果表明,土体小应变硬化模型适用于杭州典型黏土地区：对于该地区狭长型基坑的内撑式地下连续墙支护结构,墙深是基坑抗隆起稳定性的决定因素,墙深和加固土深度对基坑抗倾覆稳定性的重要性相同,被动区加固土深度在坑底以下较差土层内还是基坑变形的主控参数. 当考虑内支撑时,首道支撑对基坑变形控制起决定性作用;由灰色关联度多目标优化算法确定的结构设计参数最优解与实际结果接近.     

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.     

被动加固区参数变异性对软土深基坑变形行为的影响

被动区加固是控制软土深基坑变形的有效措施之一,但加固区土体力学参数往往表现出极强的空间变异性,势必会给软土深基坑整体变形行为带来一定的不确定性。鉴于此,通过FLAC^3D软件建立了基坑开挖三维动态模型,基于K-L法生成了水泥土参数随机场,并进行了确定性与不确定性数值分析。重点比较了两种分析方法中地连墙最大水平位移与地表最大沉降的结果差距,统计了不确定性分析中变形指标的分布趋势,探讨了水泥土参数变异性强弱对不同厚度被动加固区加固效果的影响。结果表明：考虑水泥土材料参数空间变异性时,被动区加固存在临界加固厚度;被动加固区参数变异性的强弱对软土深基坑整体变形行为的影响有限,在评估软土深基坑的变形程度时,不必对加固区参数的空间变异性作特殊考虑。     

深基坑变形影响因素的正交分析

随着基坑向大、深方向发展,对变形控制也越来越严格,深基坑变形已成为基坑设计中的首要因素。综合深基坑设计中影响变形的多个常见因素,在单因素影响基坑变形基础上,进行了多因素组合下的8个因素4个水平的正交设计,分别对地面沉降、建筑物基础沉降差、围护结构水平位移、基坑隆起值4个指标进行考察,研究各因素的敏感性大小和显著性分析。分析结果表明,支撑间距、土体变形模量、开挖深度是基坑设计中较为重要的因素,其他因素对深基坑变形影响较小。