基坑开挖对邻近既有下穿顶管隧道的变形影响分析

深基坑开挖引起的应力变化将不可避免地导致土体位移,进而对邻近隧道产生诸多的不利影响。采用有限差分软件ＦＬＡＣ3Ｄ对基坑的开挖支护过程进行了三维动态模拟分析,在不影响顶管隧道安全使用的前提下,验证了基坑开挖采用桩锚支护结构的可行性,同时,基坑施工对顶管隧道的水平位移不均匀变形影响要强于竖向位移不均匀变形的影响,易使得顶管隧道在水平方向出现拉弯破坏,采取对基坑被动区土体进行旋喷桩加固的措施,可以减弱其对顶管隧道的影响。     

基坑工程桩降水对邻近双线隧道影响的数值模拟分析

基坑大面积降水会引起周边土体产生沉降,从而对邻近隧道的运营产生影响,在基坑降水过程 中,邻近既有隧道的应力变形特性仍有待了解。基于深圳某基坑坑底工程桩降水工程,采用有限元软件 ＰＬＡＸＩＳ,探讨了基坑开挖后工程桩降水对临近双向水平隧道的应力及变形的影响。结果表明:坑底工程 桩降水会引起基坑周边土体水位大幅度下降,靠近基坑开挖侧的隧道其水位下降程度要显著大于远侧 的隧道;邻近双线隧道竖向沉降受降水影响显著,左、右线隧道其最大变形值分别增长了91．5％、 144．6％;双线隧道其内力值均由于坑底工程桩降水施工而有所增大,远离基坑开挖侧隧道内力增长更 为显著。     

明挖地铁车站对临近桩基的影响分析

针对明挖地铁车站对临近桩基的影响问题,以兰州地铁1号线省政府车站为工程背景对其进 行了较为系统地研究和分析。采用岩土工程有限元软件ＰＬＡＸＩＳ3Ｄ建立了地铁深基坑以及临近建筑物 的三维有限元模型,土体采用ＨＳ－ｓｍａｌｌ小应变本构模型,既有建筑物桩基采用Ｅｍｂｅｄｄｅｄ桩单元,随基 坑开挖过程对既有建筑物桩基的变形及受力进行了分析。分析结果表明:临近建筑物一侧基坑的水平 位移量略比另一侧水平位移量大;既有建筑物筏板发生了倾斜变形,针对本工程其倾斜率为0．275％,满 足规范的设计要求;随着基坑的开挖,基坑的支撑体系对桩基的水平变形影响较大,同时桩基的轴力有 所增大,但变化量较小。     

深基坑开挖对邻近地下管线影响的安全评价

基坑开挖改变了原有土体的应力平衡,使得相邻支护结构和土体侧移,必然导致地下管线向基坑内方向发生变形。文章基于某深基坑工程,采用数值模拟研究了基坑开挖、加载支护过程中边坡的应力、应变以及对黑河管线的影响程度等,通过对深基坑水平位移值、黑河管道总变形控制值的论证,提出了其相应的安全预警值,为基坑安全应急预案的制定提供了依据。     

考虑地表荷载的基坑降水开挖应力应变分析

考虑渗流-应力耦合作用下的基坑开挖是当前的研究热点。为定量研究地表荷载对基坑降水开挖过程中土体应力应变特性的影响,基于有限单元法,对某基坑的开挖过程进行模拟。结果表明:地表荷载对基坑开挖造成的位移和应力松弛影响很大,基坑底部卸荷回弹隆起明显;地表荷载对渗流路径和渗流速度没有影响,墙趾附近水流流速最大,易发生流土现象;存在地表荷载一侧的基坑边坡稳定性更低,连续墙发生更大的位移、轴力和弯矩。研究成果可为类似基坑工程降水开挖的设计和施工提供参考。     

软土基坑开挖对临近既有隧道变形影响研究

基坑开挖后,地基由于应力卸载而回弹,导致临近基坑的隧道发生变形,其变形大小不仅受基坑开挖卸载程度的影响,还与隧道所处的位置有关。依托宁波市地铁1号线盾构隧道工程,基于土体小应变硬化模型和二维有限元数值方法,开展软土基坑开挖对临近既有盾构隧道管片变形影响的数值模拟,分别采用单因素分析法和多因素分析法,针对不同基坑宽度、基坑开挖深度、隧道拱顶埋深以及隧道与基坑距离等影响因素,分析了隧道管片竖向和水平位移随不同影响因素的变化规律。结果表明：(1)基坑开挖影响下,既有隧道管片竖向位移和水平位移均随基坑开挖深度的增大而逐渐增大,隧道管片竖向位移方向表现为沉降,水平位移方向表现为向基坑方向产生位移,管片呈“横鸭蛋”状变形。(2)单因素和多因素分析方法结果表明,基坑开挖深度、隧道与基坑距离、基坑宽度均为影响隧道沉降和水平位移的重要因素,而隧道拱顶埋深产生的影响相对较小。     

基于FLAC的复合土钉墙支护深基坑数值模拟

基于FLAC-3D建立了某深基坑复合土钉墙支护形式的数值模型,对开挖过程进行了三维动态模拟,并与现场监测数据作了对比分析,力求为深基坑复合土钉墙支护的设计和施工提出合理的建议。分析表明,土体地表位移随着开挖深度的变化而变化,土体最大沉降量发生在距基坑坡顶开挖边线一定距离的地表;沿深度方向,土体水平位移向坑内偏移,且水平位移最大值位于基坑坑壁中部偏下位置。     

基坑开挖对珠江堤防安全影响分析

广州轨道交通某中间风井位于珠江前航道管理范围内.为确保堤防安全,首先建立考虑多土层的土体参数随机场模型,其次建立基坑开挖的二维和三维有限元模型,研究基坑开挖前后堤防结构应力与变形变化情况,最后采用蒙特卡罗方法对堤防结构的变形进行概率统计分析.结果表明,基坑开挖后,堤防结构应力略微增加,堤顶竖直位移在2.5 mm内,变异...     

考虑建筑物荷载的砂性土天然地基附加应力分析

基坑开挖会打破周边土体原有的应力状态，产生应力重分布并出现土体附加应力，进而影响周边地层的稳定性。以Mindlin解为基础，将基坑开挖卸荷和建筑物附加荷载分别引起的邻近建筑物砂性土天然地基附加应力进行叠加，得出了基坑开挖引起的邻近建筑物砂性地基的附加应力分布公式。基于提出的公式，并利用Matlab编程计算分析了不同建筑物附加荷载和不同基坑开挖距离组合条件下，基坑开挖引起的天然地基附加应力变化规律。研究结果表明：地基附加应力的增长比例与附加荷载的增量呈线性关系，附加荷载每增加100 kPa,地基附加应力增加36%;同一深度处天然地基的三向附加应力最大值基本处在同一范围内，最大值位置均在建筑物左侧壁附近。     

基坑施工对自身及既有地铁结构的影响分析

基坑施工会引起周围地层初始应力发生改变，造成基坑自身的变形，同时会导致紧邻的地铁结构受力和变形发生改变，严重时可能会对地铁运营的安全产生影响。因此，评估基坑工程对邻近地铁结构安全性的影响尤为重要。以某一地铁线路周边基坑工程的施工为例，采用大型有限元软件ＡＢＵＱＵＳ建立三维模型，模拟分析基坑施工对周边地铁结构位移变化情况，分析计算地铁结构的位移变化，以此来研究基坑施工对邻近既有地铁结构变形的影响。研究结果表明，基坑土方开挖导致土体自重应力释放，坑内土体产生回填变形，受围护结构内外侧水土压力差异的影响，导致基坑周边应力重新分布，地铁结构受应力变化的影响向基坑侧移动，出现最大位移位置为距离基坑最近处的基坑中部位置。通过对变形机理的分析，提出相应的控制措施，为今后的类似工程提供参考。     

水压致裂应力测量在铁路隧道设计中的应用

在秦岭1、3、4、5号等4个钻孔中进行的水压致裂应力测量获得了600m以上地层内的主应力值及最大水平主应力方向。通过对所得应力资料的综合分析研究,为铁路设计部门在确定隧道走向及考虑岩爆问题方面提供了有益而可靠的依据。同时也为水压致裂应力测量在地下工程勘探设计中的应用开拓了新的领域。     

基于Fortran6.6的应力空间内主应力计算

在塑性力学中,主应力是表征材料应力状态的量。在应力张量主值三角函数解的基础上,推导了应力空间内主应力的通用解析式表达式,运用Fortran编写计算算例,与调用Fortran中IMSL函数库计算结果进行对比分析表明:所推导的公式及运用For-tran语言进行编译过程是正确的,这为研究材料的应力状态和本构开发提供一定的参考。     

应力指数法在拱坝主应力满应力设计中的应用

阐述用应力指数法实现拱坝主应力满应力设计的思路和方法要点 ,介绍等截面圆弧拱坝及变截面抛物线拱坝两种算例成果 .算例表明 ,应力指数 βi 相对固定的应力指数法是适应拱坝主应力满应力优化的有效、可行的方法 ,只需在原有的拱坝应力分析程序的基础上稍加扩充即可实现 .对于初始方案基本合理的拱坝 ,一般迭代 5～8次 ,优化后坝体方量可节省 1 2 %～ 2 0 % .     

基于能量原理与中间主应力效应的新岩石强度准则探讨

能量转化是物质物理过程的本质特征,分析岩石破坏过程中的能量变化规律及其与强度和整体破坏之间的联系,更有利于反映外荷载作用下岩石强度变化与整体破坏的本质特征。从能量耗散与能量释放的角度,基于前人研究成果及中间主应力效应,提出了岩石能量释放基于应力分配的一般形式,并结合最小主应力对能量强度准则进行了分析,提出了新的强度准则。研究表明运用能量原理研究中间主应力效应是可行的;在最小主应力一定时,能量释放分配系数与岩石极限强度成线性关系,且随着能量释放分配系数的提高,岩石极限强度逐渐降低;新的能量强度准则可以充分考虑中间主应力的影响,从而可以弥补岩石常规破坏判据的不足。     

土在复杂应力状态下的动力特性研究

利用空心园柱扭剪仪，对瀑布沟心墙土料系统地进行了复杂应力状态下初始主应力偏传角ａ０，中主应力参数ｂ对土动力特性影响的试验研究，研究表明，ａ０角对土的动强度有不可忽视的重要影响，随着ａ０增加动强度明显降低；ｂ值对动强度也有影响，影响程度与ａ０相比相对要小，文中给出了考虑ａ０，ｂ影响的土，动强度及孔压模式，可供工程参考。     

考虑剪切中主应力方向的砂土本构模型

考虑状态依赖性的弹塑性本构模型是当前现代砂土本构理论发展的一个主流方向，但目前所引用的状态参量虽能够反映孔隙比与平均有效应力的联合效应，但尚不能反映剪切过程中的主应力方向对砂土应力—应变关系的影响。大量复杂应力条件下的空心扭剪试验证明，剪切中的主应力方向对砂土的变形和强度特性具有重要的影响。本文在考虑砂土状态依赖性的本构理论的基础上，提出了一个含有主应力方向的砂土状态参量，并将其同时引入剪胀方程和塑性模量，以此为基础建立了一个能够反映剪切中主应力方向的砂土弹塑性本构模型，通过同相关试验数据的对比和分析，验证了该模型可以较好地模拟砂土在不同主应力方向下的应力—应变关系。     

考虑剪切中主应力方向的砂土本构模型

考虑状态依赖性的弹塑性本构模型是当前现代砂土本构理论发展的一个主流方向,目前所引用的状态参量虽能够反映孔隙比与平均有效应力的联合效应,但尚不能反映剪切过程中的主应力方向对砂土应力-应变关系的影响.大量复杂应力条件下的空心扭剪试验证明,剪切中的主应力方向对砂土的变形和强度特性具有重要的影响.本文基于考虑砂土状态依赖性的本构理论,提出了一个含有主应力方向的砂土状态参量,并将其同时引入剪胀方程和塑性模量,以此为基础建立了一个能够反映剪切中主应力方向的砂土弹塑性本构模型.通过同相关试验数据的对比和分析,验证了该模型可以较好地模拟砂土在不同主应力方向下的应力-应变关系.     

中主应力系数及应力路径对砂土剪切特性影响的真三轴试验研究

针对福建标准砂,进行了系列真三轴排水剪切试验,重点探讨了应力路径、中主应力系数对砂土应力-应变关系、广义剪应力比-应变关系及抗剪强度指标的影响,并利用试验实测的三轴拉伸和压缩条件下的内摩擦角及不同中应力系数条件下的强度实测值,验证了岩土材料非线性统一强度模型在π平面上的强度包线。试验结果表明,应力路径完全相同的情况下,砂土的抗剪强度q和广义剪应力比q/p随中主应力系数的增大而减小,强度指标?随中主应力系数的增大而增加;中主应力系数越大,砂土的剪胀特性越明显;不同应力路径对砂土应力-应变关系影响很大,但对应力比-应变关系及抗剪强度指标?的影响相对较小;岩土材料非线性统一强度模型能够很好地描述砂土的非线性强度特性。     

边界取值范围对混凝土坝数值计算结果的影响分析

运用ANSYS软件,采用改变基础截取边界的平面域与深度域范围的方法,对混凝土重力坝案例进行了有限元应力应变计算;分析了坝内第一主应力与第一主应变值随基础计算边界改变时的变化情况;归纳了为获取稳定应力、应变计算值所需的有限元基础边界截取条件,提出了混凝土大坝结构应力应变有限元分析的合理计算边界参数。     

混凝土材料的广义非线性强度理论

在广义非线性强度理论的框架下,结合混凝土材料的力学特性,将混凝土材料的强度特性分解为相互独立的四个方面分别描述,进而建立了混凝土材料的广义非线性强度理论。该理论在主应力空间的偏平面上涵盖了从下限SMP曲线到上限Mises圆之间的所有区域,子午面上的破坏曲线为幂函数形式;共有四个材料参数,均具有明确的物理意义,并给出了参数的确定方法。通过与国内外学者已取得的四组混凝土材料的真三轴试验结果比较,表明了本文提出的混凝土材料的广义非线性强度理论可用于多种混凝土材料,合理计算其多轴强度。