卸荷应力路径下基坑土体变形的有限元模拟

模拟基坑开挖周边土体应力状态,在真三轴仪上进行了相关应力路径试验,摸索土体变形特征;针对其变形特性,采用有限元程序,对土体变形进行了数值模拟,其结果较接近实际。     

基坑施工邻域隧道围土应力路径演变规律研究

为研究基坑开挖过程中邻域既有隧道周围土体应力路径演变规律,采用Mindlin经典理论,求解基坑底部和四周侧壁卸荷效应在隧道围土各点引起的附加应力场,并与初始应力场相叠加可得各点的现有应力场与应力路径,选用Mohr-Coulomb强度准则作为土体破坏控制标准以判断隧道围土各方向土体安全度。研究表明 :(1)随基坑开挖深度增加,隧道围土各点应力路径呈现靠近主应力破坏线K_f的演变趋势,其中隧道顶部与靠近基坑侧土体处于易破坏状态,隧道底部与远离基坑侧土体处于较安全状态。(2)沿隧道轴向,基坑开挖对邻域既有隧道围土应力场影响以一倍、二倍基坑开挖宽度为界线。一倍基坑宽度内为强影响区,一倍至二倍基坑开挖宽度内为过渡区,二倍基坑宽度外为弱影响区。(3)基坑与隧道净距越大,基坑开挖对隧道顶部和靠近基坑侧土体应力路径影响越小,该方向计算点处土体应力路径演变规律越趋于相似和稳定。     

卸荷软土的应力路径及对强度影响的研究

分析了基坑开挖作用分区的特征以及坑底土体强度变化规律，比较了软土卸荷强度与常规取土试验强度间的差异，对于基坑稳定性评估与加固设计具有重要意义。     

考虑坑侧堆载基坑开挖土体应力路径试验研究

基坑开挖过程中,基坑坑侧各区域土体受到不同程度的卸荷或堆载作用,从而呈现出复杂的应力路径。因此,开展了常规三轴固结不排水剪切试验、K₀固结不排水剪切试验、K₀固结侧向卸荷试验和K₀固结侧向卸荷轴向加荷试验等不同的应力路径试验,来研究基坑开挖前后基坑坑侧土体的不同应力路径变化情况,比较分析了各应力路径条件下土体的抗剪强度、应力应变的变化情况,归纳了基坑开挖前后复杂应力路径条件下土体的应力变形及强度特征。研究表明,在不同的应力路径条件下,土体所对应的应力变形及强度参数,具有明显的差异性;软黏土在不同的侧向卸荷应力路径情况下,应力应变曲线均呈现应变软化型,且侧向卸荷对土体强度影响较大,坑侧堆载引起的轴向加荷对土体强度变化也有一定影响。     

基坑开挖和支护过程中应力变形实时监测分析

为了动态掌握基坑的安全状态,针对某基坑开挖和支护过程实时监测土体与支护结构的应力和变形情况,结果表明:1随着基坑开挖的进行,周围土体的侧向位移越来越大;最大的侧向位移均位于基坑上部;土体在基坑底部的侧向位移均接近于0甚至出现负值。基坑开挖导致地表土体产生一定沉降量,沉降最大时间并非在基坑刚开挖完毕时,而是发生在基坑完成开挖后,施做底板和地下室以及排水时。2开挖引起周围土体向坑内移动,但是受到支护桩的约束,抑制了土体的移动变形,导致基坑后方土体对基坑边土体的压力增大。3基坑内土体的开挖导致基坑侧向约束得以解除,孔隙水逐渐消散,孔隙水压力降低。随着基坑开挖的继续进行,基坑周围土压力逐渐由主动土压力转变为静止土压力,从而导致孔隙水压力增大。     

考虑卸荷应力路径的基坑开挖土体变形研究

根据基坑开挖的特点,改进常规三轴试验仪器的控制程序。以此为基础,利用三轴仪对基坑开挖过程中土体的侧向卸荷过程进行模拟,获取土体变形参数,并对某工程实例进行有限元分析。分析结果表明,经过侧向卸荷三轴试验获得的土体变形参数的计算结果与实测数据更吻合。     

围护体插入深度与刚度对基坑变形的影响

采用有限元程序分析目前比较常见的较浅基坑开挖中的支护形式、桩体刚度、支撑刚度、支撑位置等对基坑变形性状的影响,得出较有意义的结论。     

基坑开挖与支护方式对邻近路基变形的影响

以某住宅小区基坑开挖为工程背景,建立数值计算模型模拟基坑开挖与支护情况,分析放坡、坡率法联合土钉支护、桩锚支护三种方案下基坑和路基的竖向变形。结合基坑稳定性、支护效果及经济性进行了支护方案的综合比较,最终得出：坡率法联合土钉支护方案路基的竖向变形相对较小,对路基沉降影响小于桩锚支护方案和放坡方案;路基整体的变形及差异变形也较小,靠近基坑侧路基受到的影响远大于远离基坑侧路基。     

基坑空间特征对开挖卸荷条件下残余应力的影响

基坑形状及尺寸效应对开挖卸荷条件下残余应力的影响主要通过数值分析、模型试验或现场监测等方法进行研究,但这些方法均缺少严格的数学理论依据。基于土体附加应力Mindlin解,分析基坑空间特征对开挖卸荷条件下残余应力的影响,为市政工程基坑设计与施工提供指导与参考。研究表明,基坑开挖卸荷条件下的残余应力对宽深比较小的基坑安全稳定性起到有利作用。     

软粘土地基基坑开挖性状的研究

本文发展了一个可用于分析以板桩为支挡结构的软粘土地基基坑开挖问题的有限元程序。用杭州友好饭店工地的饱和软粘土样进行了四种不同应力路径等向固结不排水剪(CIU)试验,结果表明,归一化初始切线模数Ei与本文提出的应力路径参数a成良好的直线关系。并根据试验结果建立了相应的模量方程。利用有限元程序对影响基坑性状及工程经济效益的几个重要因素(诸如板桩的插入深度、板桩的刚度以及土质条件等)进行了探讨,得出了一些有实用意义的结论。最后分析了杭州友好饭店基坑开挖工程实例,理论计算与实测值比较,是令人满意的。     

基坑开挖对管线沉降变形的影响与分析

在城市地铁工程建设中,基坑开挖会引起周边地下管线的沉降变形,严重时会导致管线开裂破坏。以地铁车站周边紧邻的地下管线为研究对象,依据基坑开挖过程中对地下管线的监测数据,分析基坑开挖对管线的影响,得到管线沉降变形的特点和规律,并分析总结管线的真实位移形态,拟合出位移曲线,所得结果可供同类项目工程参考。     

基于JC法的多支撑桩墙支护基坑变形可靠性分析

基坑围护结构的设计与评价方法一般采用安全系数法,但该方法不能考虑参数随机性和变异性,而可靠性分析方法可以充分考虑基坑支护体系参数的随机性和变异性,能更为客观地反映基坑的安全性。本文针对多支撑桩墙支护深基坑,建立了关于多支撑桩墙支护深基坑的变形计算模型,在该模型的基础上,应用JC法分析基坑的变形可靠性,并对某工程实例现场实测数据与可靠性分析结果对比分析。通过对比分析得出,可靠性分析能大体反应围护结构可能存在风险的区域及其失效概率,是一种有效的基坑设计和评价的手段。     

基坑相邻地铁隧道变形与应力控制措施

基坑开挖对周边环境的影响已经成为很普遍的现象,如何在设计和施工中采取相应措施来保证在建和已有工程的安全成为关键部分。本文针对某邻近已建隧道的基坑,运用有限元软件plaxis对其施工对隧道的影响进行了数值分析研究。分析结果表明采取加强有关围护结构刚度以及分块对称开挖等措施能显著控制已建隧道的变形,通过和常规设计施工方法比较研究,证明了该工程的设计和施工能够保证已建隧道的安全,同时说明在基坑开挖前对其对邻近的地下建筑物的影响进行预研是十分必要的。     

偏压作用下基坑受力与变形规律及应对措施研究

在开发利用地下空间过程中遇到了许多棘手的问题,由于受环境和规划选址的限制而使得基坑两侧围护墙(桩)主动区土压力不同,在这种偏压作用下的基坑围护结构方案选型、设计及施工问题就是其中之一。本文结合实际工程,采用有限元分析软件PLAXIS,分析了基坑围护结构在不同偏载作用下的受力与变形规律,并提出了在偏载作用下基坑围护结构选型的相关应对措施,研究成果对工程实践具有一定的指导意义。     

抗突涌安全系数对地铁车站基坑变形的影响

通过离心试验、数值模拟相结合的方法对抗突涌安全系数与某地铁车站基坑变形之间的关系进行了研究.研究结果表明,不应用单一的抗突涌安全系数控制不同开挖深度承压水基坑的降水程度,如要满足同样的基底隆起量要求,开挖深度越大,要求的抗突涌安全系数越大.     

台阶后退式开挖对基坑围护桩的变形影响分析

结合合肥某地铁车站深基坑实例,利用数值模拟方法研究分层开挖和台阶后退式开挖对围护桩的影响,同时将计算结果与监测数据进行比较.结果表明:采用台阶后退式开挖的数值模拟更能反映实际工程中围护桩的侧移变化情况.基坑两侧围护桩的侧移随台阶后退式开挖呈现明显的时空效应.随着台阶式开挖有沿基坑长度方向上的侧移和基坑宽度方向上的侧移,...     

深基坑工程施工变形监测分析

在深基坑开挖过程中,由于受水文地质情况、周边环境及施工方法的影响,可能会引起基坑结构、地表及地上临近建/构筑物发生较大的沉降和变形,引发重大工程质量安全事故。因此,适当的基坑开挖作业方法及有效的变形动态监测对深基坑的安全施工至关重要。以一地铁车站大型深基坑为例,介绍了基坑土方开挖施工作业要点,并根据动态监测数据,对基坑围护结构水平位移、钢支撑轴力和锚索拉力在土体开挖过程中变化规律进行了分析探讨。     

坑趾系数对坑中坑基坑变形影响的敏感性分析

采用土体卸载的HS有限元模型研究地铁换乘站坑中坑坑趾系数α对支护结构和土体变形的影响。结果表明:外墙最大侧移随坑趾系数增大而显著减小,侧移位置上移,α从0.25增加到1.5,外墙最大侧移从44.96 mm减小到30.71 mm,侧移深度从18.875 m上移到16.0 m;内墙侧移随α增大而减小,α从0.25增加到1.5,内墙最大侧移从45.74 mm减小到24.48 mm,内墙墙顶竖向位移随α增大而增大;内坑坑底在内墙10 m范围内出现显著隆起区,最大隆起量随α增加而减小,隆起区外的隆起值稳定保持在90 mm左右;外坑坑底隆起随α增大而增大,最大隆起位置出现在内墙外侧边缘,外墙内侧边缘的挤压隆起随α增大而增大,隆起范围和隆起量都较为显著;外坑坑背沉降曲线相似,沉降量随α增大而减小。     

基坑土钉支护应力和加固机理分析

通过有限元数值分析软件ANSYS对深基坑开挖与土钉支护的全过程进行了模拟。分析研究了施加土钉前后基坑坡体的应力与变形特性、土钉轴力分布规律以及坡体潜在破裂面的位置。通过对比无土钉和施加土钉两种情况的土中主应力变化及摩尔圆分析,说明了土钉支护的加固机理和效果。文中还给出了土钉和面层的内力分布规律。研究结果对基坑土钉墙支护的设计与施工具有一定的参考价值。     

软土地基基坑开挖方式对基桩变形的影响研究

软土地基基坑开挖过程中,工程桩具有典型的被动桩受力特性.基坑开挖施工方案要考虑施工过程对工程桩的影响.通过对某基坑项目不同开挖方案的计算分析比选,结果发现一次开挖方案要优于二次开挖方案,小角度放坡开挖要优于大角度放坡开挖.对五桩群桩进行了数值模拟计算,结果与工程现场实际监测结果相一致.