软土地基基坑开挖的三维性状分析

本文用有限元法分析了基坑开挖的三维性状,探讨了基坑围护结构变形,地面沉降及土压力分布规律,并与二维分析结果进行了对比分析,得出了一些有益的结论,供工程实践参考。     

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。     

基坑开挖的三维弹塑性有限元模拟

利用所编制的三维弹塑性有限元程序对某实际基坑开挖进行了模拟,通过计算数据与实测数据的比较,验证了本程序的可行性,并通过对结构的分析,对此种类型的基坑支护工程开挖过程中维护结构的侧向变形,土压力的特征进行了探讨,得出了几点建议性结论。     

平面应力状态下主应力方向的判断

本文提出了用解析法求解平面应力问题时，主应力方向的一种简易判断的方法，并用应力圆加以证明。     

考虑主应力轴旋转土体的应力增量分析

首先研究主应力轴旋转问题,研究了二维和三维主应力轴旋转的应力增量分析,这类研究使考虑主应力轴旋转的塑性力学问题建立在更加严格的数学基础上,接着研究应力Lode角改变的问题,认为这类问题实为主应力空间中的坐标变换问题,并通过两次线性变换和一次非线性变换, 将主应力空间坐标系σσ1σ2σ3变换到p-q-θσ空间坐标系,在p-q-θσ空间坐标系中,球应力p不变,广义剪应力q不变,仅有应力Lode角变化的问题,即为纯应力为Lode角的改变问题。     

基坑开挖对临近基坑地铁高架结构变形的影响

以苏南地区临近城市轨道交通结构的基坑工程为例,通过三维有限元模拟施工过程,反演适宜模拟该基坑施工过程的计算参数,并在此基础上研究不同开挖距离、基坑规模、开挖深度、基坑数量和施工工序的基坑施工对临近地铁高架结构的影响。结果表明：基坑与结构水平间距小于2H（H为基坑深度）时,结构横向变形发展大于竖向,水平间距为1H时,桥墩水平位移和沉降达到最大;地铁高架桥桥墩附加变形伴随着基坑宽度的增大而迅速增大,当基坑宽度大于8H时,影响迅速减小;基坑开挖深度对基坑中线4H范围内的桥墩影响最大,尤其是开挖深度超过10 m后;多个基坑施工引起的结构变形表现出明显的非线性叠加效应;多基坑施工工序对结构总变形略有影响。     

不同保护措施下地下管线受邻近基坑开挖影响的三维有限元分析

通过对相邻深基坑开挖对周围地下管线位移场的三维有限元分析,探讨了基坑被动区加固、管线侧向加固和管线底部加固等3种保护管线的方式,分析了3种保护措施下管线水平、竖向位移的变化,讨论了3种加固方式对管线位移的控制效果,比较了3种加固方式的优缺点,研究表明,基坑被动区加固是一种较为合理的管线保护措施.     

基坑开挖对临近建筑物CFG桩复合地基的影响分析

随着土木工程建设的发展,建筑不断向高层或者地下发展,施工中基坑开挖对周边建筑的影响逐渐引起人们的关注。开发商为了商业营销的需要,大多先建造主体建筑再建造地下车库,这给主体建筑安全留下了隐患,类似的安全事故时有发生。本文将结合实际工程利用有限元分析软件ABAQUS进行模拟,分析了基坑开挖各阶段临近主体建筑CFG桩桩身侧位移的变化情况。根据计算结果得出基坑开挖对临近主体建筑CFG桩基的影响因素并为类似的工程施工提供一些建议。     

海相软土地区基坑开挖的数值模拟分析

在统计连云港海相软土的物理力学特性的基础上,采用二维有限元软件对海相软土场地中基坑开挖的全过程进行了数值模拟,并与粘土场地基坑开挖过程进行了对比,从而总结得到了连云港地区海相软土场地基坑开挖的受力和变形特征．     

平面应力状态最大主应力方位的确定

推证了一个确定最大主应力的方位公式，通过结合主应力公式，可直接明确地给出最大主应力及最小主应力的方位，从而可避免再用应力圆或实践经验判断主应力方位的过程。     

平面应力状态下主应力方向的判定

二向应力状态单元体的主应力方向一直依赖图解法判定σ_xσ_y 来判定主应力方向的更简单、直观的方法。     

判断最大主应力方位的剪应力方向法则及确定主应力的综合方法

本文提出了在平面应力和平面应变情况下判断最大主应力方位的剪应力方向法则，并给予了论证明，得出了确定主应力大小，方向的综合方法。     

基坑开挖对邻近地铁区间隧道结构安全的影响分析

为研究基坑开挖卸荷对邻近地铁区间隧道所带来的附加变形及附加应力的变化规律,以青岛某邻近地铁基坑施工项目为例,对基坑开挖和主体结构施工工况进行模拟分析,得到不同施工步骤下地铁隧道的位移变化情况和受力状况.研究结果表明：既有区间隧道结构各向位移随基坑开挖深度的增加而增大,最大达2.14 mm,为水平侧向位移;主体结构施工后,由于外部荷载的及时补充,隧道结构各向变形得到抑制,减小至1.91 mm,满足规范控制要求.该基坑开挖期间施工工况不影响地铁的正常运营,但施工过程中应注意各施工步骤间的衔接.     

基坑开挖的若干简化计算方法

基于伽罗温解，根据圣维南原理，得到基坑开挖平面应力解；基于Bowles法，提出地表沉降简化计算方法；基于伽罗温解，推出基坑回弹量的简化估算方法。     

基坑开挖与围挡支护的数值模拟研究

为了研究基坑开挖及围挡支护对周围土体的影响,以某地铁站工程为例,采用有限元软件对基坑开挖及围挡支护过程进行模拟。结果表明:在坑底和边坡区域容易出现应力集中的现象,最大主应力主要集中在坑底和围护结构的两侧;基坑底部和基坑周围的土体有明显的隆起,最大水平位移发生在基坑的上半部分。     

临近隧道基坑开挖中土体加固的敏感性分析

结合某软土地区基坑开挖对邻近隧道纵向影响保护方案,利用ABAQUS动态模拟基坑开挖对临近隧道纵向变形及隧道断面弯矩的影响,对比分析坑内三轴搅拌桩土体加固强度与加固深度作为保护方案的敏感性。分析得出:随着加固强度的增加,隧道纵向位移有显著减少,达到一定值后,约束作用明显减弱;加固强度的增加对隧道纵向截面弯矩影响较弱;加固深度对隧道的变形有明显的抑制作用,但并非加固深度越深越好;地下连续墙、被动土体加固对临近基坑开挖引起的位移具有阻断作用;针对本案例,提出最优加固强度200 MPa及加固深度6 m,这既能对隧道变形起到很好抑制作用,又能实现最优的经济效益。     

考虑基坑降水开挖影响的运营隧道变形分析

以上海大型深基坑在建工程为依托,采用有限元数值模拟方法,研究了基坑降水及加固等施工措施对基坑开挖过程中地下连续墙水平侧移、坑外地层以及隧道变形的影响规律,计算结果与现场实测数据有较好的一致性.研究表明:地下连续墙两侧SMW工法加固以及坑内土体加固可有效控制周边地层以及临近隧道的扰动变形,在采取加固措施后上行线仰拱测点的沉降量降低43.2%;相对于跨层降水,采取逐层降水方案时,坑外地表沉降、地下墙水平侧移以及运营隧道水平和竖向变形的最大值分别减小4.8%,4.2%,12.3%和12.7%,通过优化降水方案控制临近隧道变形的效果较为明显.     

主应力方向和中主应力系数对冻结黏土性状的影响

为研究复杂应力路径下冻土的力学特性,利用冻土空心圆柱仪对饱和冻结黏土开展了定向剪切试验,重点研究了大主应力方向和中主应力系数对饱和冻结黏土应力应变性状的影响.试验结果表明:定向剪切路径下饱和冻结黏土应力-应变曲线基本呈现应变硬化特征,且广义剪应力-应变曲线受扭剪分量的主导.不同大主应力方向下冻结黏土应力-应变曲线水平存在一定差异,当中主应力系数b为0.5和1时广义剪应力-应变曲线水平随着大主应力方向角α的增加而降低.中主应力系数b对冻结黏土扭剪分量的应力应变性状影响相对较小,而对轴向分量与广义剪应力应变性状影响显著.     

高地应力区隧洞开挖效应动态仿真分析

高地应力下的隧洞开挖过程中，围岩将产生动态的变化。以锦屏二级水电站引水隧洞为例，采用非线性三维有限元法。对其动态开挖过程进行了仿真模拟，分析开挖后的围岩应力分布与变化规律、变形规律与特征以及塑性区范围，为合理设计和施工安全提供依据。