临近地铁隧道的深基坑开挖分析

随着城市发展和市区土地的紧缺，临近地铁隧道的城区将不可避免地受工程建设活动的影响。而基坑开挖将改变周围土体的应力状态，使临近隧道产生相应变形和内力，影响隧道的正常使用和地铁的安全。以上海某临近隧道的基坑工程为背景，采用Mohr-Coulomb弹塑性模型，运用有限元方法计算模拟了基坑开挖的不同阶段。分析结果与现场实测结果基本吻合，这表明有限元方法能很好地模拟此类问题并为工程的设计和施工提供理论和计算支持：同时也对不同的施工方案运用进行了数值模拟。模拟结果显示，此类工程施工时采用合理的开挖方式能显著地减少对地铁隧道的影响。     

基坑开挖对邻近地铁隧道位移变化规律分析

以沈阳某基坑开挖工程为例,利用有限元数值模拟方法,对基坑开挖深度及基坑与隧道间距等关键参数进行了分析,结果表明:基坑开挖不超过隧道拱顶埋深时,隧道水平位移较小,竖向出现少量上浮,但开挖超过拱顶埋深时,隧道水平变形急剧增加,拱顶开始出现下沉,随着隧道与基坑距离的增加,基坑开挖引起的隧道最终位移越小。     

深基坑分层开挖对邻近盾构隧道的影响分析

基坑工程的施工经常出现在已建盾构隧道的附近,从而必然使已建隧道产生附加变形。为了研究基坑开挖对邻近已建盾构隧道的影响,通过有限元软件PLAXIS针对某深基坑开挖对邻近地铁隧道的影响进行了一系列的模拟,土体本构模型采用PLAXIS小应变土体硬化模型。分析表明：基坑开挖将对邻近隧道产生很大的影响,盾构隧道不仅在水平方向会发生较大的位移,而且在竖直方向也会发生一定的沉降且沉降量不能忽视。     

软土地区深开挖与临近建筑物的相互影响

通过三维快速拉格朗日方法,建立了土体、支护结构以及临近建筑物的相互作用的深基坑有限差分的数值模型,土体采用应变相关的修正剑桥模型,分析了基坑开挖引起地表变形的特征和规律,得到了基坑和建筑物基础的位移变化规律,探讨了地表变形对建筑物的影响,为基坑工程设计与施工、临近建筑物的保护以及城市地下空间的开发利用提供了参考依据.     

邻近隧道的岩质深基坑开挖影响研究

目前基坑开挖对邻近隧道的影响研究主要集中于软土地层,在土岩组合地层当中研究较少。以重庆临江门开挖深度近30 m、邻近隧道的岩质深基坑工程为例,运用数值模拟方法与工程现场监测成果对基坑开挖所造成的影响进行分析研究。研究结果表明：岩质基坑变形总体较小,支护桩加分阶预留岩墙作为围护体系比较有效,支护结构变形主要集中于土层部分;有邻近隧道时,拱圈所对应支护桩弯矩比无隧道时要大,直墙段所对应支护桩弯矩比无隧道时要小;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,隧道会改变位移场传递的方向,并且竖直方向改变大于水平方向,隧道主要表现为横向变形。衬砌拱顶、左拱脚、左墙中的弯矩明显增加,隧道具有明显的偏压效应。     

盾构隧道深基坑开挖对邻近超高压燃气管道的影响研究

以珠海隧道始发井及车架段深基坑开挖工程为背景,利用数值模拟,研究基坑开挖引起的地表沉降对邻近既有燃气管道内力的影响。利用有限元方法,将监测得到的燃气管道沉降数据作为数值模型的边界条件,反算燃气管道的内力变化。根据数值模拟结果,选取管道局部内力突变与内力较高的部位,进行现场监测。模拟结果表明,地层沉降引起的燃气管道内力增加有限。现场监测结果也证明,管道整体内力水平处于安全范围内,暂不需要对燃气管道采取防护措施。     

深基坑开挖对邻近地铁隧道影响数值计算分析

基于招商银行深圳分行大厦深基坑开挖工程,考虑隧道衬砌与土的相互作用,采用ABAQUS数值模拟研究了基坑开挖对邻近地铁隧道的影响。计算分析结果表明：基坑开挖对邻近地铁盾构区间产生一定影响,但影响程度较小,沉降与位移值均在规范要求范围之内;地表沉降、隧道衬砌位移随基坑开挖深度加深逐渐变大,在内支撑间距离较大时,沉降与位移增加速率较大;考虑衬砌与土的相互作用,隧道的水平位移值明显低于支护桩,基坑开挖对大直径管道影响计算分析中,应考虑管-土的相互作用。     

基坑开挖对邻近建筑及地铁隧道的影响研究

利用Midas GTS NX对基坑开挖引起的邻近建筑及地铁隧道变形情况进行三维建模分析,并对减少基坑开挖引起的邻近建筑物沉降方案进行研究.研究结果表明:基坑开挖后建筑物地下室整体表现为沉降变形的趋势,采用单排桩支护形式,建筑物的倾斜度会达到规范临界值,研究结果可为今后类似工程提供一定的借鉴和参考.     

基于FLAC3D的隧道分台阶开挖数值模拟与分析

基于有限差分法的FLAC3D数值模拟,对隧道的分台阶开挖进行了计算与分析,研究了隧道开挖过程中的位移变化和稳定状态,提出了相应的预防措施和建议,分析结果为隧道施工控制提供了理论支持。     

基坑开挖对下卧运营盾构隧道影响的数值模拟研究

上海外滩修建地下通道——外滩通道,通道南段采用明挖法施工,在延安东路路口与已建的延安东路隧道产生交叉跨越问题。外滩通道基坑坑底与延安东路南、北线隧道拱顶距离仅为7.1m与5.4m,基坑开挖必然使下卧运营隧道产生附加变形以及附加内力。为了研究外滩通道开挖对下卧延安东路隧道的影响,以及评价不同隧道保护措施的效果,通过三维有限元软件PLAXIS-GiD进行四组模拟,包括无隧道保护措施的工况、采取土体加固措施的工况、基坑开挖过程中在坑底进行堆载的工况以及同时进行土体加固和堆载的工况。实际工程中同时采用土体加固和堆载这两种措施来保护隧道,现场监测数据与对应的数值模拟结果具有较好的一致性。分析表明:基坑开挖将对下卧隧道产生很大的影响,且影响范围较大,约为6倍基坑宽度,施工中采取合理的隧道保护措施是十分必要的。     

由基坑挡墙位移推算地层位移场及其影响

为规避有限单元法分析基坑开挖位移场中存在的参数取值及边界条件不确定带来的计算结果可靠性不足的问题,运用已知或其他可靠方法得到的边界位移,采用间接边界单元法推求基坑开挖位移场及其对邻近地铁隧道的影响。基于平面荷载结构模型计算结果及工程实测结果的可靠性事实,假设在基坑围护挡土墙边界上作用按某种分布规律的虚拟力,同时考虑基坑围护挡土墙的位移边界条件。分析结果表明利用平面计算或监测的可靠数据推算基坑周边位移场是一个可靠途径;而且在一般的计算机上就可以分析一些大型基坑开挖引起的土层位移场及其对邻近建筑的影响,尤其该方法满足了邻近运营中地铁位移动态预测的高准确性要求,采用该方法具有快速、实用简便、准确等特点,因此具有广泛的工程应用前景。     

考虑围岩性质劣化的深埋软弱隧道破坏机理数值模拟研究

介绍劣化损伤本构模型在FLAC3D中的二次开发流程以及本构模型中软弱围岩力学参数的选取原则。然后利用FLAC3D劣化损伤本构模型对高速铁路客运专线双线深埋隧道(Ⅳ、Ⅴ级别围岩)损伤破坏机理进行数值模拟研究,分析围岩应力场特征从而确定压力拱边界,在此基础上说明深埋隧道围岩受力分区特点;接着对埋深、侧压力系数、围岩级别对受力分区的影响进行数值模拟研究。研究结果表明:FLAC3D劣化损伤模型可以描述深埋隧道开挖损伤区域的损伤程度,揭示深埋隧道破坏机理即深埋洞室围岩稳定性丧失的区域集中在沿最小主应力方向的"楔形"区内;深埋隧道开挖后受力分区:由隧道洞壁往外依次为劣化损伤严重区-压力拱拱体-原岩应力区;埋深、侧压力系数、围岩级别对隧道围岩受力分区范围有很大的影响。     

隧洞开挖数值模拟及运用

介绍了隧洞开挖中空间效应在平面问题中的模拟方法——应力释放法,及该法在岩土软件FLAC-3D中的实现方式,结合某水工隧洞开挖的实际工程,模拟了水工隧洞的分步开挖过程,分析了在考虑空间效应情况下的计算结果,说明在隧洞开挖平面模拟过程中考虑空间效应的必要性,表明了岩土软件FLAC-3D在水工隧洞开挖模拟中具有较强的适应性。     

软土地基深基坑周围地下管线保护措施的数值模拟

建立了同时考虑基坑围护结构、土体与地下管线变形耦合作用的三维有限元分析模型 ,对地下管线保护措施的几种方法进行了数值分析 ,得出了对设计、施工有一定指导意义的结论。     

基坑开挖及上盖荷载对下卧隧道结构的影响分析

广州珠江新城核心区市政交通项目金穗路以北地下空间基坑位于地铁隧道正上方,基坑开挖、工程(人工挖孔)桩及上盖荷载施工对地铁隧道结构的影响为该工程的关键问题。为此,利用MIDAS/GTS建立有限元模型,对实际的施工工况进行模拟。研究结果表明:隧道结构处于中风化地层的变形量仅为强风化地层的1/3;近距离人工挖孔桩、隧道上方上盖荷载施工及增大转换梁的刚度均能在一定程度上约束隧道的水平和竖向变形;土体偏压开挖对隧道结构水平方向变形影响较大。根据研究结果,提出对下方既有隧道的保护措施,以确保地铁结构安全和正常运营,为设计和施工提供指导意见。     

基坑工程对邻近地铁隧道影响的分析与对策

上海市闸北区大宁商业中心基坑东侧围护体距离已运行地铁隧道的最小净距仅为5.45 m。本文主要介绍了该工程中为控制隧道变形采取的设计技术措施:盆式开挖配合钢管斜坡撑代替大面积支撑、地铁侧坑内被动区采用水泥土搅拌桩加固和遵循时空效应原理的设计开挖工况等。同时针对本工程设计以变形控制为主的特点,采用了三维连续介质有限元法分析了开挖所引起的环境效应,其中土体采用修正剑桥模型模拟。同时采取了不同计算方案对比分析了采用抽条开挖的有效性,为设计和施工提供了有益的参考。     

桩锚支护结构在深基坑工程中的应用

利用基于显式三维快速拉格朗日算法的FLAC3D程序,结合某基坑开挖支护工程实例,对基坑边坡土体的变形进行了分析,并对桩顶的位移,受力与锚杆的受力进行了初步探讨。     

深基坑逆作开挖的三维效应数值分析

为了对深基坑开挖的三维效应进行探讨,用二维和三维有限元数值分析方法,对基坑逆作法施工时的受力特性进行了二维平面应变分析,并在考虑基坑内土体分区开挖时未开挖土体的支撑作用以三维有限元法进行了分析。其中土体采用Mohr-Coulomb模型。结果表明:在考虑分区开挖中土体的支撑作用时,即使对文中分析的比较软弱的地层,基坑连续墙的侧向位移也可以减小30%以上。因此,在深基坑开挖中计算中考虑三维效应很有必要。