基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明:满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%～20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4～0.45倍基坑深度。     

基坑底部土体墩式加固模型试验与数值模拟

通过室内模型实验及有限元数值模拟,研究了坑底墩式加固在不同加固深度、加固宽度、加固长度和加固间距工况下对基坑变形、桩身受力及桩后土体土压力等产生的影响。结果表明：墩式加固可以有效控制基坑开挖产生的支护结构侧向位移与坑底隆起;加固长度与间距对支护结构的变形影响较大;与加固长度和间距相比,加固的深度与宽度对坑底隆起的影响更大;墩式加固对于控制支护结构侧向位移的作用更大,对坑底隆起的作用更小。为达到最高性价比的加固效果,墩式加固的加固深度与长度宜取0.3～0.35倍基坑深度,暗墩宽度宜取0.3～0.4倍基坑深度,暗墩间距宜取0.2～0.3倍基坑深度。     

富水软土基坑组合式冻结加固模型试验研究

近年来随着环保理念的贯彻和对城市水资源保护的重视,许多地区对地下水抽排进行限制,导致大量基坑工程必须寻找新的止水方式。对此,“地下连续墙+水平冻结封底”的组合式冻结加固被提出,利用模型试验对其在不同水压地层中可行性和差异性进行了分析,验证了该支护方式的可行性。结果表明：(1)随着水头高度的增大,冻结壁水分补给速率有所提升,冻结壁交圈时间与地层水头高度呈正相关,而冻结壁厚度与地层水头高度呈负相关关系。(2)临时竖井受地层冻结影响,会有明显冻胀压迫作用,伴随冻结壁发育,冻胀力最终降至某一特定值,并趋于平稳,且其峰值与水头高度成正相关关系;(3)模型试验中冻结壁上部土体的最大位移点位于土体35 cm深度位置,其位移数据为2～3 mm;(4)基坑开挖期间,冻土帷幕的温度随着基坑的开挖和积极冻结的双重作用下能够维持相对的平衡,整个冻结壁保持基本稳定状态。研究成果可为该支护方式在基坑工程中的应用提供理论支撑。     

上海地区基坑工程中的土体注浆加固研究

在工程实践的基础上,对上海等软土地区基坑工程中注浆加固的类型、材料、工法进行了探讨;着重对坑底被动区土体注浆加固的形式、深度、宽度进行了研究;引入了两个实例,从土体注浆加固后土性各项指标的改善和土体注浆加固后地下连续墙体位移量、周围土体沉降、标准贯入度等的变化分析了注浆加固效果;本文的结果对工程实践有一定的参考价值.     

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.     

基坑离心模型试验开挖方法研究与应用

 针对离心模型试验中停机开挖、排液法、微型机器人开挖3种传统方法缺点进行分析,设计研制一种新型开挖模拟装置,对土体实际卸荷过程有更准确的模拟,并应用于一组砂土地基基坑开挖离心模型试验验证了可行性。与传统方法相比,能实现非停机开挖,较准确模拟土体侧压力,原理简单、造价低。试验中布置多种类型传感器形成立体测量,试验数据与数值分析结果形成对比分析。结果表明：悬臂式支挡结构的砂土地基基坑开挖地表沉降曲线呈悬臂型;引起挡墙最大弯矩位置随开挖逐渐下移,下移速率递减;开挖土体卸荷,引起主动区土压力减小,浅层开挖对深层土压力影响很小,深层开挖时,浅层土压力的变化不明显。最后对试验中存在的问题和有待改进之处作了讨论,对后续和同类试验提供指导和参考。     

有限元法在基坑被动区加固技术中的应用

以天津地区某基坑工程为背景,研究了基坑开挖对周边环境的影响,并利用有限元分析软件ABAQUS对基坑坑底不同加固位置和不同加固厚度进行模拟分析对比,得出了有价值的结论,以供参考。     

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。     

基坑边坡土体滑移加固实例

杭州市郊某20层宾馆工程,建筑场地为一小山包,自上而下地层土质如下。杂填土:平均层厚度为1.1m。全风化角砾岩:平均层厚度为1.6m。局部微风化角砾岩:平均层厚度为2.6m,最大层厚为8m,灰白色为主,裂隙发育,有气孔存在,局部地段夹0.3～0.5m 全风化岩。     

边坡上部基坑开挖数值模拟分析

为了解边坡上部基坑开挖对于边坡稳定性的影响,利用有限元软件ansys对边坡上部不同深度的基坑开挖进行了数值模拟,通过计算得到了边坡在开挖前后水平方向的变位以及边坡塑性应变的差异,所得结果可为边坡支挡防护等相关工程的设计提供参考。     

Centrifuge model test of tunnel face reinforcement by bolting

Typical auxiliary bolting methods were tested using centrifugal models with sandy ground to confirm their strengthening effects on tunnel faces. Face bolting, vertical pre-reinforcement bolting and forepoling were tested separately, in various arrangements. Also, the experimental results were compared with the analytical results by the Distinct Element Method (DEM). Experimental results demonstrate that each bolting technique has an optimum length and arrangement to perform effectively. DEM modeling with a staggered block pattern was used to stimulate the failure states observed in the experiment. The effect of the bolting obtained from the experimental results was also confirmed by numerical simulations.     

重庆某公园架空梯道晃动原因分析与加固方案

针对重庆某公园一人行架空梯道出现明显晃动进行了有限元分析，对造成晃动的内在原因作了分析，在此基础上提出了多种加固设计方案，并进行了技术比较，可为其他人行桥的设计提供借鉴。     

基坑开挖对坑底已建隧道影响的三维数值分析

城市地下工程的快速发展,不可避免地要在地铁隧道附近进行施工活动,这其中就包括在已建隧道的上方进行基坑开挖。采用三维有限元方法,对软土地区基坑开挖对坑底已建隧道的影响进行分析,其中基坑为矩形,隧道轴线与基坑长边平行,通过变换隧道横截面的位置来研究开挖对坑底不同位置隧道的影响。数值分析的结果表明,处于坑底中心的隧道,其横截面在基坑开挖过程的最大直径改变发生在竖向与水平向,竖向伸长,水平向压缩。处于坑底靠近地连墙的隧道,其横截面在基坑开挖过程的变形与处于坑底中心的隧道相似,但绕垂直轴向坑内旋转了一定角度。对于同一条隧道,基坑的空间效应对隧道横截面的变形影响明显。     

栈桥式构筑物抗震性能动态离心模型试验的数值模拟

强震动条件下液化土同构筑物的相互作用问题具有非线性和复杂性等特点,基于动态土工离心模型试验应用有效应力动力有限元来研究,即应用非线性动力有限元FLIP解析土工离心模型试验结果,对比分析来再现建于液化土地基上的实际栈桥式基础在大地震下的破坏程度、状态和机制,取得了较好成果。     

索结构的数值分析理论研究

本文对建筑中常用的索结构进行了数值分析，并建立了位移模型和进行了有限单无法的公式推导，数值算例的结果表明该数值分析方法是合理的，为进行索建筑结构的进一步理论研究奠定了基础。     

基于有限元方法和测试结果确定钢筋混凝土构件的弹性模量

为探究配筋率对钢筋混凝土构件弹性模量的影响,制作了6种不同配筋率的钢筋混凝土构件和2种配筋率的钢筋混凝土试块。测得了构件在指定荷载下的变形,然后将荷载和变形作为已知条件,代入有限元分析软件求得构件弹性模量。经回归分析得到钢筋混凝土构件的配筋率与弹性模量之间的关系。研究结果表明,配筋率与弹性模量之间呈线性关系。在经济、常用配筋率下,配筋率对不同的钢筋混凝土基本构件弹性模量的影响不同。弹性模量的取值应该根据实际情况考虑配筋率的影响。     

Centrifuge model test study on micro-pile reinforcement of shallow foundation

Micro-piles are an effective reinforcement measure for existing foundations in practice. A series of centrifuge model tests were conducted on different combinations of shallow foundation and micro-piles to investigate the reinforcement effect of micro-piles. The interaction mechanisms between the shallow foundation and micro-piles were analyzed on the basis of full-field image-based measurements of soil displacement. The micro-piles were proven to provide an effective reinforcement on the shallow foundation by decreasing the settlement, increasing the bearing capacity and making the soil deformation more uniform. The loading induces soil deformation within an area that expands gradually with a similar boundary shape and is widened by the micro-piles. The shallow foundation and micro-piles exhibit a significant nonlinear coupling effect on the bearing ability due to their interaction through the soil with the mechanism summarized with the strengthening effect and weakening effect. The micro-piles have a strengthening effect on the shallow foundation to increase the bearing resistance by constraining the horizontal deformation of the neighboring soil. The shallow foundation has a weakening effect on the micro-piles to decrease the bearing resistance by reducing the pile-soil relative displacement. The weakening effect and strengthening effect play the dominant role in turn as the total resistance increases.     

软基和吹填土上加筋堤的离心模型试验及有限元分析

介绍软粘土地基及吹填土上土工织物加筋堤的离心模型试验,研究了不同排水条件、不同织物布置方式对堤坝稳定和变形的影响,并通过非线性有限元分析得到了加筋后堤坝侧向变形、沉降及应力的分布规律。     

节点疲劳试验模型的空间有限元分析

针对重庆朝天门大桥节点疲劳试验模型进行了空间有限元应力分析,根据理论计算的应力分布状况,确定了疲劳试验中应力控制测点的位置,对比分析了疲劳循环过程中的停机静力试验得到的应力值与理论计算结果,以便判断结构的损伤情况。