软土基坑离心模型试验及数值模拟研究

针对2组具有不同支护形式的软弱基坑进行离心模型试验,测试基坑开挖卸荷过程中支护结构内力和变形,以及坑周土变形,并进行相应的数值计算。试验结果表明：水平支撑对基坑的稳定性影响较大,未加水平支撑的基坑易发生由于支护结构与坑侧土体变形过大所导致的失稳;加水平支撑后基坑的稳定性提高,但要注意由于坑底土体隆起变形所导致的支护结构底端移动和坑顶支撑松弛,进而造成整个支护结构失稳。通过对基坑周边土体在开挖过程中形成的不同应力路径和蠕变参数分析,采用ABAQUS中的扩展D-P模型,对试验模型的原型基坑进行数值计算,计算结果和离心模型试验吻合较好,且可反映基坑周边土体的蠕变效应。     

土钉支护结构侧压力分布规律分析

在基坑土钉支护设计中,一般用坑壁侧压力来估算土钉的间距、内力和长度,因此侧压力大小及分布的合理确定对设计有显著影响。通过应用三维非线性有限元方法,并采用能够在一定程度上反映基坑开挖过程中土体变形特点的本构模型,对土钉支护结构进行受力分析。计算分析表明：土钉支护中相应坑壁侧压力分布与经典土压力分布差别较大,其合力值在主动...     

新型桩–土–撑组合支护体系工程应用研究

以上海某基坑工程为背景,应用Plaxis 2D有限元软件、采用土体硬化本构模型(HS)对新型桩–土–撑组合支护体系进行计算分析,得到了该组合支护体系在基坑开挖时的变形规律。计算值通过与现场实测值对比分析发现:Plaxis2D能够较好地预测新型桩–土–撑组合支护体系实际基坑开挖的围护结构变形;钢管斜撑的存在改变了传统双排桩的变形规律,能够有效减小围护桩顶位移;基坑变形满足基坑安全和变形要求;该基坑支护体系无内支撑,不仅方便基坑开挖,而且不会因为临时支撑的施工和拆除产生大量建筑垃圾,安全经济、绿色环保,可以为软土地区的深大基坑工程提供参考。     

坑外荷载对软土地区基坑开挖变形性状的影响

针对基坑开挖时坑外通常存在着建筑材料、车辆和其他荷载的情况,基于Biot三维固结理论开发了可以考虑流固耦合的三维基坑有限元程序,分别研究了坑外荷载大小、荷载施加时间和荷载施加区域对基坑支护结构水平位移、坑外地表沉降和坑底隆起变形的影响。结果表明:荷载大小对基坑支护结构的水平位移、地表沉降和坑底隆起变形影响较大;荷载施加时间和荷载施加区域则仅仅对支护结构水平位移和地表沉降影响较大,对坑底隆起变形影响较小;在对基坑进行工程设计时,应考虑坑边荷载的影响。     

软土基坑复合土钉支护变形特性的数值模拟研究

复合土钉支护技术已在软土基坑支护中得到了广泛应用,但对复合土钉支护的性状和加固机理的研究却远远落后于工程实践。为进一步揭示软土基坑复合土钉支护的变形特性,本文结合杭州某软土基坑复合土钉支护的具体工程实例,应用Abaqus有限元软件对其变形性状进行数值模拟与分析,探讨了土体本构模型、土钉长度、开挖深度和超挖等因素对基坑变形的影响。结果表明：①修正Cam-clay模型比Mohr-Coulomb和Duncan-Chang模型更适合软土基坑复合土钉支护性状的分析,更能反映其变形的变化规律;②土钉长度对基坑的变形影响较大,建议采用＂上长下短＂的土钉布置方式;③随开挖深度的不断增加,基坑的变形规律基本一致,但基坑的最大水平位移增加比较显著,且不断往下移动,但最大值都在基坑的中下部位;④超挖对基坑变形影响较大。超挖得越多,基坑变形越大。因此,在实际基坑开挖过程中,应严格限制开挖深度,及时进行支护。     

深基坑与边坡支护工程变形超过报警值的原因及对策

昆明某基坑支护工程实施过程中,局部软弱土区域发生竖向位移及水平位移超过报警值的情况。针对险情分析症结,采取坑顶卸载、坑脚堆土反压、松弛锚索补偿张拉等措施,使基坑变形超报警值的区域转为趋稳状态,确保了基坑安全。     

预留土基坑支护性状的有限元分析

应用小应变硬化土本构模型对郑州典型粉土地层中的预留土支护基坑的支护性状进行有限元分析,探讨预留土形状参数——顶部宽度、底部宽度等对基坑支护体系变形以及支护桩墙最大弯矩等的影响规律。借助强度折减有限元技术对各工况下支护体系的稳定性进行分析,通过分析强度折减安全系数,支护体系整体失稳与预留土局部失稳的先后关系等,揭示预留土形状参数对基坑支护性状影响的内在原因。并基于有限元计算结果对其它文献中的论断进行研判,分析其正确性和适用范围。分析结论对今后预留土支护基坑的设计以及优化设计颇具指导意义。     

软土地区紧邻深大基坑开挖影响分析

基坑开挖耦合效应影响范围的研究是群坑工程围护结构设计和周边环境保护的关键。以昆明地区地下连续墙支护深基坑工程实例为基础,采用改进的剑桥土体模型,构建不同基坑间距、不同基坑开挖深度的地连墙支护基坑有限元平面应变模型,研究了单基坑开挖后地下连续墙沉降量与水平位移的计算值与实测值之间的关系。通过对不同开挖距离和不同开挖深度的基坑模型计算值的研究,得出基坑开挖对基坑的耦合作用规律。结果表明,计算中所采用的土的本构模型和土的参数是准确的,基坑开挖的耦合效应随着基坑间距的增大而逐渐减小,且衰减速度变慢,基坑开挖耦合效应下限确定为开挖深度的10倍。     

非对称荷载基坑内支撑支护结构设计计算方法

从分析深基坑内支撑式支护结构水平刚度系数不动点调整系数着手,探讨了非对称荷载条件下深基坑内支撑式支护结构设计计算方法。归纳了非对称荷载的5种典型类型;总结了非对称荷载条件下,内支撑式支护结构受力变形以及坑外地面沉降的差异特征;为实现不动点调整系数量化取值,提出了非对称荷载土压(力)比的概念和计算公式;根据非对称荷载土压比的大小,建立了不动点调整系数与非对称荷载土压比的线性关系式;利用内支撑两端轴力相等原理,提出了内支撑支护结构变形控制设计方法。并用本文推荐的不动点调整系数计算方法和数值分析方法对工程实例进行了支护结构受力变形和地面沉降计算。     

紧邻地铁车站基坑双排桩支护结构性状分析

基于某紧邻地铁车站地下结构的深基坑支护工程,分别采用有限元法和解析公式法分析了坑后存在地铁车站侧向边界条件下基坑双排桩支护结构变形特征和土压力分布情况及其对地铁结构的安全影响。总结了此种情况下双排桩的土压力分布规律,并提出了弹性抗力法计算模型。通过对某工程实例的计算结果分析得出一系列关于双排桩结构性状的结论,计算结果得到了实测数据的验证。     

考虑时空效应的软土地区深基坑变形分析

针对软土地区基坑工程中存在“时空效应”的特点,结合轨道交通6号线某明挖区间基坑工程实例,对基坑变形实测数据进行了分析探讨,并在此基础上考虑开挖过程的时间和空间影响因素,采用杆系有限元方法对该基坑进行了计算。经过和实测数据的比较,进一步证实了在软土地区基坑设计计算中考虑时空效应的必要性。希望对软土地区类似的基坑工程提供有益的借鉴。     

黄河流域冲积层本构模型的深基坑适用性研究

以沿黄河流域不同地区地质力学特征差异较大的3种类别基坑为工程背景,分析所甄选的5种本构模型各自的屈服特征及适用条件,结合厚冲积层典型流域的地质力学参数特征,采用有限差分法模拟软件二次开发平台及实测数据,研究了各自区域基坑开挖结构变形所匹配的本构模型。研究表明:沿黄河冲积流域线,地质力学特征出现较大差异,总体上来说东部颗粒级配较好,西部地层深处以未固结的粘土和细砂为主;简尼模型能较为准确模拟济南基坑围护桩变形特征,邓肯张模型可表征该地区基坑地表的沉降变化发展规律;摩尔库伦模型在拟合郑州地区主动土压力时具有较高的精准性;修正剑桥模型在跟踪兰州地区基坑锚索轴力随时间变化的轨迹时与实测数据较为吻合。     

基坑开挖中建筑物超载施加方式适用性研究

通过使用PLAXIS2D有限元计算软件,分析了存在邻近建筑物时基坑变形情况,验证了使用框架模型代替建筑物超载的适用性,为相近地区存在邻近建筑物的基坑工程的施工与设计提供参考。     

软土深基坑被动区超前加固变形控制效果研究

依托某实际工程,利用FLAC 3D软件建立了3种不同地层参数的基坑有限差分数值模型,验证了土体本构模型的硬化模型比摩尔-库仑模型更适用于基坑工程中,对比分析了裙边加固和满堂加固的加固效果,同时借鉴基坑底部被动区加固思路,提出了在软土深基坑中对开挖段进行超前加固,以控制基坑开挖过程中支护结构位移的方法。结果表明:裙边加固的合理加固宽度为0.5h(h为基坑开挖深度),合理加固深度则与坑底的地层条件密切相关; 满堂加固的合理加固深度可取0.3h,在某些基坑位移控制特别严格的情况下,满堂加固深度超过0.5h后,可考虑优先加固最后一道撑到坑底的土体; 开挖段的满堂超前加固可以使首道撑位置下移,为减少支撑道数提供了可行方案; 研究为同类工程设计提供了参考依据,进一步丰富了软土地区的深基坑变形控制措施。     

堆载加固软基的有限元分析

采用大型有限元软件ABAQUS模拟了一个实际工程,为了简化计算,将实际的三维问题等效转化为平面应变问题,并采用摩尔—库仑理想弹塑性本构模型分析了该问题,发现与实际的量测值具有较好的一致性,说明采用摩尔—库仑理想弹塑性本构模型能够很好的预测堆载作用下软土地基的沉降和变形。     

探讨土体加固在基坑工程中的重要性

在软土地区进行基坑开挖易造成临近结构物变形过大的状况,工程上往往采用土体加固措施以满足设计要求.以某开挖基坑为对象,建立有限元模型,分工况进行数值分析,针对有无土体加固两种情况进行基坑开挖分析,对临近结构物变形、周围土体变形以及基坑自身变形进行分析比较.结果表明:对基坑周围部分土体进行加固可以明显减弱基坑开挖的影响,将变形控制在工程允许范围内.通过比较分析明确了土体加固在基坑设计时的重要性,为以后的工程设计提供了合理的参考方案.     

上海软土中的“微承压水”与基坑工程

在上海市政工程建设中时常遇到与浅层承压水有关的基坑岩土工程问题。涉及基坑疏干、围护、稳定、施工以及周边地面沉降位移等方面。笔者拟从代表性实例着手,探讨“微承压水”作为水文地质术语的理解及有关基坑岩土工程勘探评价工作要点。     

软土地铁深基坑小尺度盆式挖土法研究与应用

经过多年的发展,地铁车站条形基坑根据时空效应理论形成了斜面分层、分段、分块的施工方法,但细化到每块土方如何开挖支撑,目前尚未有相关研究。为此,借鉴大型软土基坑盆式挖土法,根据软土的力学特点和地铁车站基坑施工的时间、空间尺度,结合条形基坑的实践操作特点,提出软土地铁深基坑的小尺度盆式挖土法。通过数值计算对盆边土预留宽度、等待时间等施工参数的敏感性展开分析,并分别就斜撑区域与对撑区域细化具体施工工艺。实际工程应用的结果表明,小尺度盆式挖土法可以有效地控制基坑变形,施工参数具有可操作性,值得推广和应用。     

基于灰色理论的软土地区深基坑变形预测研究

鉴于深基坑变形监测具有影响因素的不确定性、灰色性等特征,利用灰色系统理论方法对基坑的变形发展趋势进行预测具有重要的实际应用价值。考虑昆明软土地区深基坑工程变形特点,建立深基坑监测变形的灰色系统GM(1,1)预测模型,并进行了工程实例分析。研究表明,此方法客观准确、操作简便,具有一定的实际应用价值,可为相关工程提供参考借鉴。     

上软下硬深基坑变形规律与空间效应分析

闽东南沿海广泛分布有滨海相、溺谷相沉积淤泥层,其一般下伏风化不均的花岗岩层,由此产生了大量的上软下硬的深基坑工程。但目前对上软下硬深基坑变形规律及其空间效应还缺乏系统深入的研究。以福建某医院综合楼上软下硬的深基坑支护工程为研究对象,通过追踪不同阶段不同测点的监测数据,对基坑开挖过程中的围护结构位移、支撑轴力、立柱隆沉、地表沉降进行了研究,并着重分析了其空间效应。研究结果表明:基坑浅层土体开挖时,对基坑围护结构及周边环境的影响较小,而当基坑中部淤泥软土层开挖时,则会引起基坑围护结构产生较大的侧移增量,其变形量约占最大侧移量的33%～60%;相较于常规软土基坑,上软下硬的深基坑最大侧移所处位置深度上移,最大侧移量减小,其更接近与常规基坑的下限值;基坑底板的及时施作能有效降低基坑的侧移变形、支撑的轴力、基坑底部的隆起以及对周边管线的影响;该类基坑亦存在显著的空间效应,表现为坑角附近围护结构的侧向位移、支撑轴力、周围管线及建筑沉降等显著小于基坑中部。