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。     

复杂深基坑二次开挖支护结构设计与监测分析

采用Midas GTS对二次开挖未加固的基坑开挖过程进行有限元模拟,通过对基坑破坏特征的深入分析,提出了基坑二次开挖的支护方案,并对不同方案模型做了数值模拟,结果表明桩前预留土台对基坑控制变形有较好的效果。考虑到土台自身变形较大、原桩施工质量及土台稳定性问题,最终选定土台前新增支护桩并采用连梁与原支护桩相连的方案;同时对基坑工程开挖进行了现场监测,并对监测数据进行了处理分析,结果表明支护桩及坡顶的变形在安全范围内,提出的加固方案科学可靠。     

隧道各向异性软岩力学参数反演及蠕变研究

在高地应力条件下具有层理构造的横观各向同性软岩中开挖隧道后,软弱围岩会发生显著的流变变形,直接影响隧道围岩的稳定性及支护结构的长期服役性能。采用数值模型模拟木寨岭隧道大战沟斜井试验洞的开挖蠕变过程,建立并验证了隧道宏观变形特征值与围岩力学计算参数之间的BP神经网络。在此基础上根据6+90试验洞现场变形监测数据,反演得到了该处炭质板岩的塑性及蠕变力学参数。应用另两处监测断面的现场监测曲线验证了基于BP神经网络的反演方法及所得炭质板岩力学参数的可靠性。另外分析了横观各向同性炭质板岩的开挖蠕变力学变形性质,对高地应力条件下横观各向同性软弱围岩中隧洞开挖及支护结构的设计、施工具有重要的指导意义。     

基于坑角效应的桩锚支护设计优化研究

本文以长春市某桩锚支护深基坑工程为依托,通过对其工程资料进行整理分析并建立有限元模型,对该基坑的开挖过程进行数值模拟.通过分析开挖时其支护结构的变形规律,发现坑角处支护结构的变形远远小于中部支护结构的变形,即该基坑存在明显的坑角效应.且根据相关公式计算出了该基坑坑角效应的影响范围,并提出了两种关于坑角效应影响范围内的支护结构优化方案,分别是增大锚索间距与减小支护桩桩径,利用有限元模拟对两种优化方案进行比选分析,最终得出增大锚索间距为该基坑最佳的优化方案.     

桩锚支护基坑开挖对邻近浅基础建筑影响分析

为了研究桩锚支护深基坑开挖对邻近浅基础框架建筑结构变形和内力的影响,本文针对某基坑工程进行了现场地表沉降和支护结构位移的实测分析,并采用有限差分程序FLAC3D建立了考虑上部结构—基础—地基相互作用的三维数值模型。采用数值模拟对桩锚支护深基坑开挖影响下地层应力、围护结构变形以及邻近浅基础框架结构的附加内力演化进行了较为详细的分析,通过实测数据验证了数值模型的合理性。分析结果表明:本文采用的桩锚支护方案及施工参数能较好地控制地层变形并保障邻近既有浅基础建筑结构的安全。桩锚支护基坑开挖不仅导致浅基础结构产生差异沉降,还会引起基础水平位移。桩锚支护基坑开挖后结构柱附加弯矩趋向于集中在框架底层,建议类似工程中结构安全监测重点布置在紧临开挖侧的低楼层板柱连接处。     

金川深部高应力巷道锚喷支护设计与数值模拟技术

针对金川深部高应力巷道变形特征,首次提出了以预应力锚索为支护手段的综合控制技术,为预测支护效果和支护参数优化,进行了高应力挤压碎裂蠕变围岩的锚喷支护巷道稳定性数值分析研究。首先给出了综合控制技术中的两次支护型式和参数;然后,考虑巷道围岩的碎裂蠕变特性,研究采用了分段线性软化模型和剪胀特性参数,并探索提出了锚固体支护强度指标,定量考虑锚固围岩的强度效应;最后,采用提出的计算模型和分析方法,进行了1178m分段道数值模拟和参数优化,取得了较好的分析效果。     

逆作拱墙在边坡支护设计中的应用

贵阳渔安·安井温泉旅游城"未来方舟"B6组团环形车道边坡最大挡土高度为28m,支护结构采用拱形钢筋混凝土连续墙支护方案。支护结构充分利用逆作拱墙的空间受力特点,平面上土压力主要通过轴压力方式沿着拱轴方向传至两端先行施工的人工挖孔支护桩区段,支护结构效率较高。采用规范计算公式及施工模拟分析,对边坡的稳定性及受力进行计算分析。工程竣工后的位移监测结果表明,边坡支护结构变形满足设计要求。     

构皮滩水电站升船机基础页岩蠕变特性及地基处理技术研究

构皮滩水电站第二级升船机修建于具有显著蠕变特性的页岩之上,为确保其长期稳定性及安全性,对页岩的蠕变特性及地基的长期变形开展一系列研究。首先,根据现场刚性承压板压缩蠕变试验的结果,对蠕变模型及其参数进行辨识;随后,通过模型桩载荷试验,得到桩–岩接触面受力变形特性及其极限摩阻力;最后,借助数值分析软件对采用不同结构形式的升船机基础长期沉降变形进行对比分析,并优选桩筏基础作为推荐的基础方案。研究结果不仅对升船机基础选型具有一定的参考价值,而且还可为其长期稳定性评估以及合理预留地基变形余量提供依据。     

深部围岩蠕变特性对巷道稳定性影响数值模拟

深部巷道施工过程中,围岩及支护的空间变形和受力情况与时间密切相关。以恒大煤矿2233工作面进风巷围岩煤样为原型,通过蠕变压缩试验和FLAC3D数值模拟,分析了时空效应下巷道围岩的受力变形规律和支护结构特征。研究表明:Burgers本构模型可以准确拟合煤样蠕变曲线,辨识后的模型参数能科学地描述该矿巷道蠕变特征,适用性高;在支护作用下,巷道在第3个月后进入稳定蠕变阶段,此时围岩变形的水平收敛值和拱顶沉降值分别为16.38 cm和12.45 cm,围岩所受最大应力为15.49 MPa;云图表明巷道拱肩处的支护效果最差,锚杆变形最为严重,同时由于蠕变长时间的持续作用,1年后巷道的最大围岩变形值为24.98cm,远远超过拱顶处的变形值5 cm。巷道模拟结果与实际变化基本一致,能科学有效的反映深部巷道围岩蠕变规律,为深部矿井安全性和稳定性设计提供一定依据。     

厦门翔安海底隧道风化槽围岩渗透破坏及岩体流变试验研究

厦门翔安海底隧道需穿越多处海底风化槽,该地段围岩为破碎、风化的花岗岩,渗透性强、水压高、自稳性差、施工风险大,其物理力学特性研究对设计和施工方案制定意义重大。本文对风化槽围岩的渗透破坏和流变试验进行研究。渗透稳定性评价结果表明,在全水头作用下,F1、F4风化槽强风化带岩体渗透稳定性较好,但隧道开挖将引起地层变形,围岩渗透稳定性改变,施工中需进行评估监测并采取必要措施。三轴试验结果表明,风化槽强风化花岗岩强度低、变形大、弹性模量低,在应力达到峰值后,有明显的塑性流动。三轴流变试验结果表明,风化槽强风化花岗岩变形具有明显的粘性时效特征,对围岩开挖后的掌子面稳定性和长期变形稳定性都不利,在设计和施工中应引起注意;采用非线性蠕变模型对其流变特性进行拟合,效果良好,由此建立相应的流变力学模型。研究成果为本工程风化槽围岩注浆加固和支护结构设计提供可靠依据。     

深圳某邻近地铁隧道深基坑支护方案分析

以深圳市某深基坑工程为例,考虑到基坑开挖对地铁结构安全可能产生的不利影响,设计了两种控制变形较好的支护方式,通过数值模拟不同支护方式下基坑开挖的动态全过程,对其进行了评价并对基坑支护方案选择和施工措施提出建议,结合监测资料与数值分析结果进行比较,结果表明,数值分析与实际监测吻合较好。     

软土地层深基坑开挖支护结构稳定性数值模拟分析

在进行软土地层地铁施工时，深基坑支护是重要的施工技术。为有效控制软土地层深基坑开挖支护结构变形，保证其稳定性，本文模拟分析了软土地层深基坑开挖支护结构稳定性。以某地铁工程为例，依据地层损失理念，构建深基坑开挖支护结构变形计算模型，计算支护结构各个参数，获取支护结构变形结果。在此基础上，采用FLAC3D软件模拟深基坑开挖支护结构数值，利用ANSYS软件处理前期数据，建立三维深基坑开挖支护结构模型，结合该地铁施工区域的实际土质情况，完成深基坑开挖支护结构的数值模拟分析。研究结果表明，在软土地层下，开挖深度逐渐增加，支护桩桩体位移以及基坑附近地表沉降，均会发生较大侧向位移。土体深层水平位移则随着与灌注桩距离的增加而降低，最大位移量超过控制标准，造成深基坑开挖支护结构变形，影响支护结构的稳定性。在实际施工时，可根据分析结果，采取相应措施，有效控制深基坑开挖支护结构变形，保证其稳定性。     

隧洞口岩体变形监测与稳定性分析

基于科学、实时的岩体工程监测数据,并结合其变形发展规律,采用摩尔-库伦弹塑性模型的有限差分数值模拟方法,对隧洞出口岩体变形与稳定性做了分析与计算。位移计算结果与实际变形监测具有较好的一致性,风险预测结果对岩体开挖、支护设计与施工具有一定的指导意义。     

建筑工程深基坑排桩-锚喷网支护施工技术研究

针对地理位置复杂的深基坑建筑工程,对其排桩-锚喷网支护结构方案进行了研究,分析其施工原则和关键技术。通过现场排桩桩顶的变形监测,水平变形小于2cm且最终趋于稳定,竖向变形不明显,且周围房屋没有出现倾斜和裂缝,证明了支护结构的稳定性。     

N-J水电站引水隧洞大变形段长期稳定性分析

深埋软岩隧洞围岩蠕变特性将会对隧洞的长期稳定性产生重要影响。以巴基斯坦N-J水电站深埋引水隧洞的泥质粉砂岩为研究对象,通过室内的三轴蠕变试验,建立了适用于该岩石的幂指数蠕变模型。通过对大变形段围岩变形监测结果的反演分析,得到了围岩体的蠕变参数,并基于此对引水隧洞软岩大变形段的长期稳定性进行了分析。结果表明,引水隧洞运营10年后,围岩的拱顶下沉增量为20.3mm,水平变形增量为18.1mm,衬砌的受力主要以压应力为主,最大压应力达到了63.4 MPa,主要出现在拱顶和拱腰部位,出现了局部的受压破坏,为保证隧洞安全,需在拱顶和拱腰部位进行加强支护。     

深大基坑咬合桩支护结构数值模拟研究

以襄阳新天地基坑工程为对象,采用有限元分析软件ABAQUS对该基坑支护结构的变形过程进行数值模拟,并与监测结果进行对比分析,得出模型建立是合理可行的。采用所建立的模型讨论了桩长、桩径、锚索预应力的设置对基坑变形的影响,并得出了规律性的结论。     

紧邻不同几何条件边坡的基坑支护结构变形规律分析

郴州市某基坑工程位于湘南山岭地区,因地形及优化规划后仍存在基坑开挖场地紧邻高边坡的工程环境。高边坡对基坑的偏压作用会给基坑的支护结构带来额外的侧压力及变形,从而对基坑稳定和变形造成特殊的影响,需要通过分析基坑支护结构的变形特点,研究该基坑稳定性受高边坡的影响程度。运用Midas有限元模拟软件构建模型,对紧邻不同几何条件边坡的基坑支护桩的变形数据进行分析与总结,得出了不同条件下支护结构的变形特点,并对边坡对基坑侧壁的稳定性的影响程度进行评估。结果表明基坑在开挖过程中,支护桩最大变形位置出现在支护桩两排锚索之间。在同一坡高条件下基坑存在变形值急剧变化的临界坡比。基坑支护结构的变形在边坡坡比固定、坡高变化的条件下规律性更强。     

开口型深基坑支护优化设计与数值模拟分析

上海某深基坑工程采用中心岛斜撑支护方案,南区由于主楼结构施工工期紧张提出方案优化设计:栈桥下方预留土坝,开挖两侧反压土,优化角撑。工程涉及影响因素多,支护形式、周边环境及施工工况复杂,采用三维有限元方法模拟实际开挖工况,分析基坑及周围环境的变形情况,并与监测结果对比,验证了模型分析结果的可靠性,支护方案优化设计安全、合理,有效。     

地铁车站明挖施工深基坑监控量测及数值模拟研究

通过建立地下连续墙、内支撑和土层三维整体有限元模型,对深基坑开挖每步施工过程进行数值模拟分析。探讨深基坑随着施工推进土层的变形情况、内支撑的应力分布情况,进而判断深基坑在整个施工过程中的稳定性和安全性。同时还对深基坑开挖过程中对毗邻建筑物的地面变形和基坑支护应力进行了监测,并与数值模拟结果进行了对比。结果表明,理论计算结果和现场监测数据的变化规律基本一致,在深基坑施工过程中要重点控制由于开挖引起的地面过大变形和监控支护结构的内力。     

基坑支护后的监测与分析

根据广东省某基坑支护现场监测的实测数据资料,采用Plaxis 3D Tunnel三维隧道软件模拟了基坑支护后的变形,通过实际监测进一步验证了分析模拟的正确性,并分析了基坑开挖对周围建筑物的影响,为边坡稳定性分析奠定了理论基础。