用样条函数法分析横向承载桩与地基土相互作用问题

在能量变分原理的基础上，以Ｂ样条函数为试函数，提出了一种分析在不同水平抗力模型下，横向承载桩体与地基土相互作用问题的方法。文中给出了算例，其结果同有限元的结果及实测的结果作了比较。     

地铁区间隧道近距离施工关键风险分析

1、工程概况 1．1基本状态 西安地铁三号线某站前右线设置停车线和渡线,该段隧道顶部覆土厚约7m,采用矿山法施工,左线隧道采用盾构法施工,左右线隧道相距较近,最近处为0．775m,且矿山法隧道断面较大,跨度均超过10m,最大断面跨度超过14m（图1）,大断面隧道施工以及近距离隧道施工的风险较大,     

小型预制桩基础承载特性数值模拟研究

本文建立硬化土本构模型,针对江苏省软土地区的土质条件选取数值计算参数,通过PLAXIS 2D软件对小型预制桩在的单桩水平受荷及竖向受荷进行数值模拟,得到桩身弯矩沿桩长的分布以及荷载-位移曲线,分析小型预制桩基础桩身弯矩的分布特点,并探求其在水平及竖向荷载作用下的承载特性,进而能够为小型预制桩基础工程设计以及计算方面提供一定的参考依据。     

串珠状溶洞影响下桩基竖向承载特性离心试验

为探明串珠状溶洞对桩基竖向承载特性的影响,采用离心模型试验,研究桩基穿越两层溶洞且置于下伏溶洞之上时,不同溶洞顶板厚径比下桩基荷载-沉降特征,竖向极限承载力变化规律,桩身轴力、桩侧阻力及分项荷载变化规律,与下伏无溶洞时进行对比,提出合理顶板厚径比取值方法。结果表明：桩基穿越溶洞后,下伏溶洞顶板厚径比对其竖向承载特性影响较大,与下伏无溶洞相比,厚径比由0.5增大到3.0时,桩基竖向极限承载力影响度由57.4%降至4.0%,厚径比大于2.5后,竖向极限承载力影响度小于5.0%;厚径比增大时,桩基所穿越的溶洞范围内桩身轴力几乎不衰减,上、中层溶洞顶板范围内桩身轴力衰减速度减慢,传递至溶洞顶的荷载较大;在溶洞内桩侧阻力几乎不发挥,随厚径比增大,在上层和中层溶洞顶板范围内桩侧阻力减小;厚径比增加时桩侧阻力和桩端阻力占比分别呈逐渐减小和增大的趋势,逐渐向摩擦端承桩转化,厚径比大于2后,与下伏无溶洞时相比,桩侧阻力减幅小于10%。建议串珠状溶洞区的桩基穿越两层溶洞且置于下伏溶洞之上时,顶板厚径比大于2.5即可忽略下伏溶洞对桩基竖向承载特性的影响,可根据桩基承载需求确定合理的顶板厚度。     

基于离心模型试验的近断层单桩水平承载特性研究

为了探明断层发育区桥梁单桩的水平承载特性及受力机理,通过土工离心模型试验,选取断层与桩基水平距离、断层埋深变化参数为变量,研究近断层桥梁单桩水平极限承载力、桩侧土抗力、桩身弯矩及桩身剪力变化规律.试验结果表明：断层的存在抑制了桩侧土抗力的发挥,进而影响单桩水平承载特性.当断层与桩基水平距离由1倍桩径增加至5倍桩径时,断层两侧桩基水平极限承载力影响度为1.38%～61.47%,桩身弯矩逐渐减小且衰减较快,桩身剪力逐渐减小;当断层埋深由0 cm减至28 cm时,桩基水平极限承载力影响度为13.07%～51.60%.近断层单桩水平承载力设计时,可以根据桩侧岩土体受断层影响范围,确定断层与桩基水平距离临界值与合理桩长.     

深基坑开挖对临近地铁隧道影响数值分析

随着城市发展和城市轨道交通网络逐渐完善,地下空间开发不可避免地要影响到日益完善的轨道系统,如深基坑工程。本文以深基坑开挖对其临近隧道的影响为研究内容,通过三维有限元分析,在定性的基础上研究了不同情况下深基坑开挖对临近隧道的影响,为优化设计和施工提供有益的参考。     

隧道开挖对邻近桩基影响的两阶段分析方法

隧道开挖过程中必然引起周围土体的侧向移动,从而使邻近桩基产生水平变形和附加弯矩。目前有限元数值模拟法建模与计算过程较为繁琐,为了解决隧道开挖下桩土相互作用问题,基于Winkler地基模型,采用两阶段分析方法,建立了隧道开挖条件下被动桩受力分析模型,推导出桩土相互作用控制方程,并基于有限差分思想给出近似解的形式。最后结合工程实例表明,该近似解与现场监测数据较为吻合,能够有效地分析隧道开挖对邻近桩基的影响。     

路基换填对正下方地铁隧道影响的数值分析

采用平面应变有限元分析方法,结合工程实例,研究深圳地区路基换填对正下方地铁隧道的影响。一方面,通过数值模拟路基换填开挖、回填碾压,分析加、卸载过程隧道沉降及地基竖向应力的变化规律,提出了优化设计和施工方案的方法;另一方面,分析隧道内同步沉降监测数据,验证了数值计算的可靠性。     

钻孔灌注桩施工过程对邻近隧洞影响数值分析

针对单排钻孔灌注桩施工过程对邻近隧洞的影响问题,运用FLAC3D建立三维简化模型,分析隧洞与桩间距S、桩长L对既有隧洞变形的影响规律。研究结果表明:隧洞竖向位移与S大致呈分段线性变化规律;为保证桩基施工过程中的隧洞结构稳定,S不宜小于6 m;桩长改变了桩底与隧洞在水平位置的关系,对既有隧洞的位移影响表现为有峰顶的双段线,桩底高程宜避免位于隧洞拱顶和拱底之间。     

盾构施工对临近桩基影响的数值模拟及参数分析

采用数值模拟软件对盾构隧道施工近距离下穿桩基进行三维仿真模拟,研究双线盾构动态掘进时桩基位移的变化。数值模拟实现了盾构施工时的步步掘进,考虑了土仓压力、注浆压力、盾构与土体摩擦力等施工参数的影响;利用PLAXIS 3D的固结计算,考虑盾构机自重对土体的固结作用引起的地层沉降,并由此考虑开挖速度对桩基位移的影响。计算结果表明:隧道开挖将导致桩基发生沉降、侧移以及倾斜,桩基的整体位移以及倾斜都随盾构施工的进行不断增加。施工参数敏感性分析表明:增大开挖速度可以有效控制桩基位移,但当开挖速度增大至一定程度时,开挖速度对桩基的影响逐渐减小;双线隧道同步开挖时对桩基的影响比双线分别开挖时小。     

地铁盾构隧道小净距穿越高架桥桩基数值模拟分析

针对南京地铁3号线部分路段小净距穿越高架桥桩基问题,适当简化后建立了隧道、管片及桩基的三维数值模型。模拟结果表明,地铁盾构小净距穿越高架桥对地表和桩基的受力和变形将会带来影响,地表最大变形量大于桩基顶部变形量,隧道右帮下侧管片出现应力集中。通过与现场监测结果对比,现场监测值与数值模拟结果吻合,建议今后施工时控制好施工参数,加强跟踪监测,必要时进行跟踪注浆加固。研究结果为本工程的顺利实施提供了参考。     

复合材料桩的承载特性研究

探讨了复合材料桩的成桩机理和施工方法．在工程试桩的基础上，建立复合材料桩承载性能的数学分析模型．利用实测试桩资料，通过数值分析，研究该类桩的承载机理和特性．在弹性条件下对混凝土芯复合材料桩进行受压性能分析，并在相同位移条件下将其与相同务件的水泥土搅拌桩进行对比．计算结果显示：复合材料桩的承载性能优良，对土体横向、纵向影响范围大，受力分布均匀，并具有刚性桩的受力特征．研究表明：复合材料桩承载力高、沉降量小、施工方便、造价低廉，在地基工程中具有广泛的应用价值．     

沈阳地铁冬季隧道的温度特性实验研究

对沈阳地铁1号线列车运行时出、入段线隧道,典型区间隧道及典型车站进行了现场测试,并通过自记仪器记录列车运行时的相关参数。通过分析结果表明,隧道入口段空气温度与室外温度同步性较高,合理使用大功率热风幕可以在短时间内有效提高隧道温度,并保证自端点车站起的隧道温度全天高于0°。在冬季活塞竖井关闭的情况下,列车运行热量及站台空气通过活塞效应对区间隧道产生了间歇性的影响,使其空气温度在1摄氏度范围内波动。但隧道空气温度始终低于采暖车站的温度,热量不能有效被车站公共区利用。     

空间框架,基础,桩与土共同作用分析研究

本文采用有限单元法对空间框架、基础、桩和土介质系统进行了共同作用分析。分析时,充分利用有限单元法的优点,对空间框架、基础、桩和土分别采用了不同的有限元模型,特别考虑了土的层状分布及非均质性。 为在微型计算机上实现共同作用分析,分别对空间框架、基础和桩与土编制了三个计算程序。根据子结构原理,实现系统的整体分析。文中对一十层空间框架、基础、桩和土系统的典型工程进行了数值分析,获得了一些对设计十分有益的结论。     

津滨轻轨基础托换桩基承载力的自平衡试验

津滨轻轨基础托换工程采用了直径2.0m、桩长90m的大直径超长钻孔灌注桩,且该桩位处于北方地区软土地基环境.受津滨轻轨高架桥的限制,桩基施工净空仅有7m.采用自平衡测桩技术,对该工程托换桩基极限承载力进行了原位测试.试验在桩端附近位置安设荷载箱,测试荷载箱上部和下部的承载力,根据测试数据并进行荷载转换,从而得出试验桩基的极限承载力.试验同时分析了各土层的实际摩阻力和桩端阻力.数据显示桩端承载力较低,桩端阻力仅为其承载力的5.7%,原位试验验证了桩基承载力满足设计要求.     

基坑加固扰动引起地铁隧道隆起变形

针对如何控制上方基坑底部加固扰动引起下卧地铁隧道的变形、确保地铁安全运营的问题.结合上海市浦东新区东方路-张扬路地下立交工程,在考虑隧道等效刚度、施工卸荷以及加固抑制回弹的效果等因素的基础上,对上方搅拌桩施工扰动引起正在运营地铁隧道的竖向隆起变形进行了机理分析,推导出基于Winkler模型计算隧道竖向位移的方法并进行了理论计算.结果表明:上层加固扰动引起隧道的竖向位移是非常可观的,需引起足够重视.并将计算结果和实测数据进行了对比.在此研究基础上提出了一系列控制上层搅拌桩施工引起运营地铁隧道位移的施工方法.     

层状黄土区域地铁隧道变形模拟分析

为解决层状黄土地区地铁隧道的安全施工,采用现场量测与Rocscience软件模拟分析相结合的方法,研究了全断面开挖过程中地铁隧道围岩的稳定性问题。研究结果表明,采用软件分析的结果与现场量测的结果基本一致,在隧道中心线两侧均出现了显著的沉降现象,由于地铁下腹地层为粉砂,所以开挖的隧道要及时闭合,并且要布置仰拱或是管片整体支护。     

既有建筑地下开挖工程中在役桩竖向承载特性分析

如何评价土体开挖条件下在役桩的竖向承载能力,是桩支承的既有建筑地下开挖工程中亟待解决的关键问题,围绕上述问题,明确土体开挖条件下土体应力状态改变、回弹等因素对桩侧和桩端承载特性的影响,建立考虑土体开挖效应影响的桩侧荷载传递双曲线模型和桩端荷载传递双折线模型,考虑开挖卸荷效应引起的土体超固结状态提出土体开挖条件下桩侧极限摩阻力的计算方法,基于有限差分法和荷载传递法形成既有建筑地下开挖条件下在役桩基竖向承载特性的计算方法。通过与现有试验结果比对分析,验证计算方法的合理性。结果表明,对地下增层开挖条件下单桩进行分析时,应考虑开挖引起的土体回弹、桩周土超固结状态等因素对桩侧和桩端承载特性的影响,当计算的归一化土体回弹量较小时(<1),沉降分析中可不考虑回弹效应。