圆形凸坡的稳定性分析

通过三维数值分析表明圆形凸坡的破坏模式接近于轴对称破坏,采用一般的三维破坏模式会使计算结果偏于不安全,揭示了目前三维分析方法中滑裂面形状的假设并非总是合理。构建了轴对称条件下的容许速度场,得到了内摩擦角(=0时圆形凸坡临界坡高的上限解。同时提出了轴对称破坏模式下,计算圆形凸坡安全系数的极限平衡方法。比较了圆形凸坡和长直坡的稳定性差异,圆形凸坡的相对半径越小、土体越接近于纯黏性土时两者的差异越大,坡度较小时前者较稳定,坡度较大时则相反,进而纠正了以往认为平面应变模型计算圆形凸坡偏于不安全的错误认识。     

裂缝边坡三维极限上限拓展分析

裂缝的存在会降低边坡稳定性,而在边坡宽度受到限制时三维效应更加显著,因此有必要对裂缝边坡稳定性进行评估.针对裂缝边坡三维稳定性研究,基于极限分析上限定理,在三维破坏机构中引入一条垂直张拉裂缝,并引进机构参数拓展裂缝边坡三维破坏模式,包括坡面破坏和坡底破坏,建立能量平衡方程并通过优化算法求解裂缝边坡稳定系数上限解.根据g...     

土工格栅均布加筋土坡稳定性分析的上限解法

根据塑性极限分析理论，考虑格栅的加筋效应，对土工格栅均布加筋土坡的稳定性进行了上限解法；由此，确定了格栅加筋土坡临界高度的上限和稳定数。井与无加筋情况下边坡的计算结果进行了对比分析；通过变动参数，计算分析了格栅加筋土坡坡角、表面坡角、土的内摩擦角及格栅抗拉强度对加筋土坡临界稳定数的影响。     

坡率法边坡实例分析

坡率法设计的挖填方边坡,其放坡坡率通常按国家现行标准推荐的坡率直接放坡,很少进行稳定性计算,但按此坡率放坡的边坡稳定安全系数并非总是满足国家现行标准对边坡稳定性的要求,该文用计算实例说明了坡率法边坡稳定系数计算方法,其计算实例对同类型边坡具有参考价值。     

伊敏河露天煤矿一露天区边坡稳定性分析及优化设计

基于伊敏河煤矿一露天区二期扩帮工程设计的需要,在对地质资料和岩石物理力学试验成果统计分析的基础上,首先研究了边坡可能的破坏模式和计算参数的选取;然后,计算了临界坡角以确定边坡的可行性坡角和相应的可靠度;进而采用极限平衡法和平面有限元法,进行了边坡的稳定性分析。分析中考虑了地下水和地震荷载对边坡稳定性的影响。在边坡稳定性综合评价的基础上,给出了该工程的建议坡角及工程措施和建议。该建议坡角已被工程设计单位所采用。     

坡面形态对边坡稳定性影响的理论与试验研究

 从失稳边坡资料统计分析、模型试验和理论计算3个方面,研究坡面形态对边坡稳定的影响(坡面形态效应)。通过对300个失稳边坡资料的统计分析,从宏观认识上得到凸坡的稳定性较差,而凹坡稳定性较好的初步结论。采用底抬升模型试验,研究凸坡、平坡和凹坡的极限稳定角,结果表明,凹坡的极限稳定角要比平坡的大,凸坡则比平坡小。并从理论上分析凸坡、平坡和凹坡之间的受力差异,对凹坡比凸坡更稳定的现象进行解释。采用严格极限平衡法,获得圆形凸坡和凹坡的安全系数解答,分析坡面形态效应的影响因素和变化规律,从工程应用角度制作圆形坡面形态边坡安全系数速查曲线,并建议考虑坡面形态效应的范围。研究成果可为合理评价不同坡面形态的边坡稳定性提供参考。     

坡面沉桩边坡动态稳定性三维极限上限分析

 采用极限分析上限法,建立土质边坡坡面沉桩动态稳定性三维计算模型,研究沉桩力、桩土间横向力等对边坡动态稳定性的影响。通过算例计算,对整个沉桩过程中边坡抗滑稳定安全系数的变化规律及其内在机制进行深入研究,并分析桩径、沉桩位置、坡角对边坡抗滑稳定安全系数的影响规律。结果表明：沉桩力对边坡稳定性产生不利影响,导致沉桩前期边坡安全系数持续降低;桩体穿过破坏面后,边坡安全系数由于桩身的抗滑作用而显著提高。桩径越大,沉桩前期安全系数越低,其下降速度也越快,但桩体穿过破坏面后安全系数提升也越明显;沉桩位置越靠近坡顶,沉桩过程中安全系数下降速度越快,导致最危险点的安全系数越低;坡角越大,沉桩过程中整体安全系数越低。分析结果对于坡面沉桩的稳定性评估及设计施工具有一定参考价值。     

非均质边坡上限分析的离散机构及应用

 针对非均质边坡,尤其是内摩擦角非均匀边坡的上限分析问题,提出一种新的上限机构。该机构基于滑动面离散的基本思想,采用点到点的方式生成速度间断面,并满足相关联流动法则要求以及几何均匀性条件。推导该机构内外功率的计算方程,并采用序列二次规划(SQP)算法和二分法联合求解边坡的临界高度。利用Matlab编制程序进行求解。将该机构结果与已有文献以及数值模拟结果进行对比,证明该机构在均质、各向异性、非均质等多种工况下均有良好的适用性。最后利用该机构分析内摩擦角随深度线性变化边坡的临界高度变化规律,结果表明内摩擦角非均匀系数对临界高度有显著影响。     

颗粒流理论在基坑边坡稳定中的应用

天然放坡作为浅基坑支护形式的一种,在基坑边坡稳定工程中应用最为广泛,颗粒流软件基于离散元理论,在分析土颗粒间滑移、变形等问题有其特有优势。应用颗粒流软件对某工程基坑边坡稳定问题进行数值模拟,分析放坡级别、地下水等因素对基坑稳定性影响。     

某半封闭式止水帷幕基坑渗流稳定性分析

对某基坑三级放坡部位围护结构进行了渗流稳定性分析,研究了地下水渗流对基坑边坡稳定性的影响规律,对原有基坑围护结构设计方案进行了合理优化,为后期的施工提供便利,有效缩短施工工期与减少工程成本。通过研究实际工程,得到了不同止水帷幕深度下地下水渗流对基坑边坡的变形规律以及不同渗流参数对基坑稳定性的重要影响。     

基于离心机模型试验的超深基坑受力变形研究

随着我国城市建设的发展,超深基坑不断涌现,然而开挖过程中土压力的分布以及围护结构的受力、变形模式的不确定性等问题为基坑的设计与施工带来了巨大的麻烦。为解决这些问题,本文以深圳某深隧系统工程的闸门井基坑为原型,通过离心模型试验结合有限元分析研究了其方形与圆形两种设计方案。实验表明,圆形基坑具有明显的土拱效应和环向刚度,土压力、弯矩、围护结构变形和地表沉降都小于方形基坑。2种基坑方案中深度效应都表现明显,变形沉降最后趋于稳定。土压力沿深度方向均呈非线性分布,由静止土压力逐渐向主动土压力发展,并且变形模式都为中间大两端小。实验后使用有限元方法进行数值模拟。2种方法即相互验证又相互补充。     

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。     

圆形基坑围护结构稳定性分析

圆形基坑有明显的空间效应,但目前的抗倾覆稳定安全系数计算公式不能考虑圆形基坑的空间效应.推导了圆形基坑的抗倾覆稳定安全系数计算公式,该公式在基坑直径无限大时可以退化为规范推荐公式.以参考文献中模型试验及数值分析结果为基础计算的圆形基坑变形与抗倾覆稳定安全系数关系说明该公式有一定合理性.应用该计算方法分析了圆形基坑直径对...     

建筑机械开挖沟槽的稳定性研究

在建筑机械开挖市政管线的沟槽过程中,由于槽壁坍塌、挖掘机倾倒,造成人员伤亡和经济损失的工程事故日益增多。基于模拟挖掘机开挖沟槽的离心模型试验结果,建立沟槽槽壁许可破坏模式及速度场,利用极限分析上限法求解开挖深度上限解。根据槽壁破坏特点对开挖深度上限解表达式进行简化,并利用离心模型试验结果对开挖深度简化式进行了验证。利用沟槽坍塌时滑动土体的宽度表达式得到的挖掘机荷载影响区划分图,直观地给出挖掘机荷载的影响区和非影响区。当挖掘机荷载作用在非影响区时,挖掘机荷载对开挖深度不产生影响,利用开挖深度简化式计算的开挖深度等于无挖掘机荷载时的开挖深度;当挖掘机荷载作用在影响区时,挖掘机荷载对开挖深度产生影响,可利用开挖深度简化式计算开挖深度与无挖掘机荷载时的开挖深度之比。     

台宽比对坑中坑基坑变形的影响分析

台宽比即坑中坑基坑土台与基坑宽度的比值。作为坑中坑基坑的重要设计参数,台宽比对基坑变形有着直接的影响。本文运用二维有限元软件对不同台宽比下某深长坑中坑基坑开挖进行动态模拟,通过对地表沉降和围护墙体变形规律分析得出有利于此类基坑设计的指导性建议。其中:当台宽比小于0.67时,基坑左侧不宜按外坑深度进行单元计算,可考虑按基坑总深度进行单元计算;当台宽比大于等于0.67时,基坑左侧可考虑按外坑深度进行单元计算;当台宽比小于0.67时,基坑右侧宜按基坑总深度进行单元计算;当台宽比大于等于0.67时,可适当减小基坑右侧单元计算深度;当台宽比不大于0.5时,内坑支护效应对基坑的整体稳定性影响较大,宜增加中墙整体刚度或插入比。     

深圳平安金融中心基坑围护结构变形监测分析

以深圳平安金融中心基坑为研究背景,针对基坑围护结构特点,对其变形监测方案进行设计。结合基坑围护结构变形现场监测数据,重点分析基坑施工过程中围护结构的水平变形随基坑开挖深度和时间的变化规律、基坑开挖钢支撑轴力随时间的变化规律,结果表明基坑围护结构设计是安全的。同时,结合基坑地表沉降监测数据,分析基坑开挖引起的地表沉降变化规律,得出基坑开挖地表沉降可分为沉降量线性增长阶段、沉降速率不断增加阶段、沉降速率递减阶段以及沉降趋于稳定4个阶段。在此基础上,针对沉降变形的变化规律,引入Usher沉降预测模型,建立基坑开挖地表沉降预测模型。实测数据与预测值吻合较好,表明该方法的可行性。     

水泥搅拌桩和土钉联合支护的软土基坑变形分析

漳州市某基坑工程采用水泥搅拌桩和土钉墙联合支护方式。通过建立基坑体系的二维有限元弹塑性模型,对采用水泥搅拌桩和土钉联合支护基坑的变形特征进行数值分析。分析计算结果与工程实际情况表明:水泥搅拌桩和土钉联合支护时(水泥搅拌桩具一定厚度),滑动面形状不再呈圆弧形,土钉水平投影段范围内滑弧呈水平向拉长,致使基坑变形影响范围增大。基坑最大沉降发生在土钉水平投影段外侧圆弧内。     

滇中引水工程超深圆形基坑施工变形和内力监测结果分析

以滇中引水龙泉倒虹吸盾构接收井77.3m超深圆形基坑工程为例,介绍了超深基坑监测布置方案,并基于监测数据研究圆形基坑受力变形规律。研究结果表明：①基坑开挖引起圆筒状地连墙逐渐变成沿一个方向拉长、而另一方向缩短的椭圆筒形状,朝向基坑内、外侧的变形值较小,远低于目前规范中对一级基坑的变形量要求;②圆形超深基坑开挖过程中,位于地连墙外侧的环向钢筋以受压为主,内侧的环向钢筋局部出现拉应力,而竖向钢筋既有部分受拉,也有部分受压,主要受圆筒结构空间变形影响所致;③墙体所受弯矩较小,最大弯矩仅为-390kN·m,出现在开挖至40m深度时;④地表变形以隆起为主,地连墙与土体之间并未发生有效滑移,土体卸荷作用使得坑底土体带动地连墙以及周边土体发生隆起;⑤基坑周围水位下降幅度很小,说明本工程地连墙采用铣接头能较好地保证圆形围护结构的完整性,具有良好的隔水效果。     

济南典型地层基坑空间效应规律研究

针对山东省会文化艺术中心基坑开挖过程,利用有限元软件PLAXIS 3D建立了能够考虑基坑空间效应的三维整体有限元模型;得到了基坑阴角、阳角及开挖宽度对支护结构的影响,并对其做了深入分析;总结了考虑基坑开挖深度、宽度以及支护结构插入深度的基坑变形公式,分析了坑趾系数、深度比等因素对外坑支护结构的影响,明确了济南地区基坑空间效应规律;对整体计算、单元计算以及二维计算结果进行了对比。结果表明:考虑空间效应的基坑整体计算方法更为合理;对于超深超大基坑,建立三维计算模型时考虑空间效应对基坑支护结构及周边环境影响,对把握基坑整体工作机理,避免安全事故,以及精细基坑设计的整体布局和空间优化具有借鉴及参考意义。     

软土地区坑中坑式基坑工程的变形特性研究

通过翻阅大量的文献,采集、整理、研究大量有关坑中坑式基坑工程的变形数据,对内、外坑开挖深度、间距,围护结构侧向变形值等有关参数之间关系进行分析,结果表明:当开挖总深度不变时,外坑围护结构最大侧向变形随内外坑间距的增大而减小,内坑围护结构最大侧向变形随内外坑间距的增大而增大;内墙插入比对外坑围护结构最大侧向变形量的影响不大,但内坑围护结构最大侧向变形量随内墙插入比的增大而减小。外坑围护结构最大侧向变形量随外墙插入比的增加有减小的趋势。在忽略内坑影响的情况下,外坑开挖深度与地表最大沉降量之间的关系类似,考虑内坑影响时周围地表沉降量相比单级基坑更大,同时内坑的开挖深度与地表最大沉降量不再符合单基坑的线性规律。