考虑拆撑影响软土深基坑施工过程力学特性研究

对软土深基坑开挖支护和拆撑过程进行了三维数值模拟,计算分析了基坑开挖支护与拆撑施工全过程土层、结构力学特性。结果表明:软土基坑围护结构与土层间错动较为显著,因软土层极限剪应变很小,局部出现滑移破坏;基坑拆撑过程对围护结构的受力变形产生了显著的影响,基坑设计施工应给予充分考虑;软土基坑开挖表现出了较强的时间效应,应减小软土基坑的暴露时间,及时施作垫层及底板,以有效控制位移和内力。     

分步开挖过程中基坑支护结构的变形和土压力性状研究

针对基坑分步开挖过程中支护结构的变形及土压力的性状进行了有限元分析,介绍了有限元建模和计算的过程,成功地计算出在分步开挖各个阶段,支护结构变形和主动区土压力的分布情况,并与实际监测数据和经验结果进行了比较。另外,还系统研究了基坑分步开挖的计算方法和过程,较详细地分析了基坑开挖荷载的形成情况,提出了一种适合工程实际的开挖荷载计算方法。     

冻土墙围护深基坑开挖蠕变数值模拟

基于冻土的蠕变特性和本构方程,应用FLAC3D程序进行了基坑开挖的数值计算.计算结果表明,基坑开挖暴露时间对其变形有较大的影响;增大冻土墙厚度可以有效的控制基坑的变形量;数值模拟结果为冻土墙设计与施工提供科学的依据.     

某黄土深基坑变形特性数值模拟分析

为研究某桩锚支护结构黄土深基坑开挖变形规律,考虑深基坑支护结构、初始地应力及土层物理力学参数等因素,采用MIDAS/GTS对其进行数值模拟分析。通过计算,对不同开挖工况下的支护桩桩体水平位移、基坑周边土体沉降、锚索轴力等进行分析。结果表明：基坑各项变形值及锚索轴力值随着开挖深度增加而逐渐增大,其值均在合理范围内,证明此设计可行。但基坑整体变形偏小,设计相对保守,有一定优化空间。通过数值模拟,可以预测基坑开挖变形的情况,为基坑安全施工提供一定保障。     

分条开挖时土条宽度影响基坑隆起的研究

目前国内外在饱和软弱地层中进行基坑开挖，都要减少基坑开挖对周围环境所造成的影响，从而在基坑开挖时不仅要保证基坑的稳定，还必须严格控制基坑的隆起变形。上世纪90年代上海的工程建设者们探索采用时空效应理论指导基坑开挖的方法，即对基坑分层分条块的开挖，严格控制每块土体开挖的大小和时间来减小基坑的隆起变形。这一方法取得了较好的效果，可以提高施工速度和减少地基加固量，但是还没有一种较为准确的方法来计算开挖土条的宽度对基坑隆起变形值的影响。     

考虑流固耦合作用的深基坑有限元分析

基于比奥固结理论和修正剑桥模型,利用流固耦合模型对复杂地质条件下深基坑降水开挖过程中基坑的时间效应进行研究,并以地铁车站深基坑为例,对基坑降水开挖过程中的渗流固结进行了有限元计算。计算结果揭示了基坑渗流场分布及基坑水土压力和地下连续墙变形、周围地面沉降及基坑底部回弹的分布规律;并将计算结果与现场实测数据进行了对比,发现考虑流固耦合的计算结果与实测数据较为接近,能够比较真实地反映基坑渗流与变形特征。     

蠕变理论在软土基坑围护结构变形分析中的应用

影响基坑围护变形的因素很多,诸如开挖时间、开挖环境等。在考虑以上因素的同时,基于软土蠕变模型和反分析,利用有效模型对宁波地铁樱花站联络线基坑开挖过程中围护结构的变形进行分析。模拟结果成功地预测了联络线最近东航大厦处围护结构的位移。现场依据计算结果对第4道混凝土支撑加以替换,从而节省了基坑暴露时间,并有效地控制了围护结构的变形以及东航大厦的不均匀沉降。     

基坑变形观测方法

基坑支护设计目前还没有成熟的方法可以计算基坑周围的土体变化,而基坑支护结构在基坑开挖过程中若发生破坏后果非常严重,因此在施工过程中通过对基坑的变形观测指导基坑开挖和支护,对基坑的安全施工有重要意义。     

超大型深基坑开挖过程三维有限元分析

建立三维有限元模型对软土地区某中心岛顺作、周边逆作的超大型深基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分层、分区开挖和支护结构分区施工.将计算结果与实测值进行比较,表明考虑土体为横观各向同性体的三维有限元分析方法可以较好地模拟开挖过程基坑的变形特性.分析了分层分区开挖和支护结构分区施工对基坑维护结构变形特征的影响,结果表明分层分区开挖对基坑变形有较大影响.     

基坑施工对相邻地铁隧道变形影响分析

运用FLAC-3D软件建立三维数值分析模型,分析计算基坑开挖过程中对相邻地铁盾构隧道变形的影响。计算结果表明:基坑开挖过程中和开挖完成后,隧道变形未超过变形控制标准。基坑施工方案和工艺合理。     

不等厚互层顺层磷矿高边坡变形机制研究

以云南晋宁磷矿东采区顺层高边坡为研究对象,通过现场勘察,对现场滑坡形态、破坏情况、滑面及滑体特征等进行分析,并从地质、力学角度上分析滑坡变形破坏特征、力学机制及滑坡演化形成过程。最后采用离散元分析验证。研究结果表明:滑坡变形破坏模式为滑移—拉裂破坏,降雨及磷矿开采是滑坡滑动的重要诱因。磷矿层开采坡前缘切断岩层,形成临空面,岩体卸荷松弛发育裂隙,雨水下渗到全风化粘土层面附近富集,层间含水化强的物质,在长期浸泡软化、不等厚互层差异风化等作用下,岩体力学性质大幅衰减,滑体沿软弱层面向临空方向滑动,坡体后缘岩体被拉开,形成张拉裂缝,软弱滑动面贯通,边坡发生变形破坏,主要是以岩石的拉张破坏为主,拉应力对岩石的破坏起主导作用。从计算的位移、滑动形态、变形速率及应力分布判断,滑坡的变形机制为滑移—拉裂破坏模式。其研究成果为矿区高边坡稳定性分析及加固设计提供一定参考依据。     

汤屯高速公路顺层岩质边坡变形机制分析及治理对策研究

通过对汤屯高速公路顺层边坡现场工程地质条件的系统调查,首先对边坡的岩体结构类型及其成因机制、结构面与坡面组合特征进行细致研究,在此基础上通过FLAC^3D数值模拟,结合工程地质条件分析,对其变形破坏机制进行深入探讨。研究结果表明,边坡处于滑移弯曲–滑移拉裂复合型滑坡的初始阶段,边坡的变形受层间软弱夹层及岩体结构控制作用明显,坡体中上部块体沿层间软弱夹层产生滑动,受下部岩体约束,在坡体最薄弱部位–开挖面附近产生弯曲变形;受弯曲部位推力作用,第一级边坡碎裂岩体中逐渐产生剪切滑动面,并与弯曲部位岩体中滑移切出面贯通,最终破坏。基于变形机制分析的治理措施将重点放在控制碎裂岩体和潜在剪出口的变形上,监测结果表明,边坡达到稳定性要求。     

基于动态演化特征的锁固段型岩质滑坡前兆信息研究

 大型岩质滑坡是高能量突然释放的突发性地质灾害,常造成重大人员伤亡和经济损失。其中锁固段型岩质滑坡为大型岩质滑坡的主要类型,其发展演化具有较强的隐蔽性和突然性。依据锁固段存在形式和赋存位置,将锁固段型滑坡细分为“三段式”、“挡墙式”、阻滑块体、线性多级和阶梯状多级型5种类型。通过分析典型锁固段型滑坡的工程地质特性、滑坡阶段性演化规律和突发失稳特征,并基于动态演化特征从滑坡后缘拉裂缝开裂闭合、前缘鼓胀、坡体加剧变形和岩体微破裂声学信号特征等对岩质滑坡失稳前兆信息进行了系统总结。根据不同滑坡不同演化阶段的前兆失稳信息,利用InSAR,LiDAR,GPS,三维激光扫描和岩石微震等先进技术,采用“空–天–地–内”一体化的滑坡失稳预警防治方法。不同演化阶段的滑坡前兆信息的获取,对具有突发灾害的锁固段型岩质滑坡防治具有重要指导意义,可提高灾害预警预报准确率。     

地震荷载作用下陡倾角顺层开挖斜坡的变形破坏模型试验

在汶川地震灾区,顺层陡倾斜坡是一类地震山地灾害非常发育的斜坡类型,而开挖往往加剧了斜坡的地震山地灾害。为了重现斜坡的变形破坏过程,分析斜坡在地震荷载作用下的变形破坏规律。选取平武县平通镇桑树坪滑坡所处斜坡作为顺层陡倾角开挖损伤斜坡的典型实例,进行地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,顺层陡倾斜坡的坡变形破坏兼具崩塌和滑动二者特征,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段：a.地震初始阶段,此阶段开挖呈契形体岩层在地震作用下沿层面微小滑动,坡脚应力剧增;b.开挖岩层坡脚溃曲阶段;c.全面下滑阶段;d.岩层滑动受阻倾倒阶段。     

Field investigations of high stress soft surrounding rocks and deformation control

Field investigations of high stress soft rock deformations show that the high stress soft rock roadway can slide with large deformation. Severe extrusion and floor heave can also be subsequently observed. The supported roadway can be locally damaged or completely fail, where the floor has a large deformation and/or is seriously damaged. The factors inducing large deformation of surrounding rocks in deep roadway are rock strengths, structure face cutting types, stress states, stress release, support patterns,and construction methods. Based on the deformation characteristics of high stress soft rock roadway, a comprehensive support scheme is proposed. The overall support technology of "step-by-step and joint,hierarchical reinforcement" for roadway is presented, and the anchor cable and bolt parameters to check the design methods are also given. Finally, the proposed comprehensive support method "bolt t metal mesh t U-steel arch t shortcrete t grouting and cable" is used in the extension section of east main haulage roadway at 850 m level of Qujiang coal mine. The 173-day monitoring results show that the average convergence of sidewalls reaches 208 mm, and the average relative convergence of roof and floor reaches 448 mm, suggesting that this kind of support technology for controlling large deformation of high stress soft surrounding rock roadway is effective.     

再论茅坪滑坡的复活机制与治理可行性

基于对茅坪滑坡体1993-2000年的监测资料分析，初步认为茅坪滑坡体复活是其东侧白岩危岩体中不合理的采煤活动引起的。为了证实上述推论，2004年7月-2005年1月，对滑坡体的变形、水位和降雨量进行补充监测。结合相关监测成果，进一步论述滑坡体的水动力条件变化及其对滑坡体变形的影响：（1）水动力条件演变包括两个方面，其一是采煤活动诱发的白岩危岩体开裂和崩塌以及由此产生的黄沟流水路径的改变：其二是水库蓄水与运行。（2）黄沟流水路径的改变不但抬升滑坡体的地下水位，且使地下水位在较长时间内维持在高水位。（3）黄沟流水完全来源于大气降雨；降雨，特别是强降雨对滑坡体的变形速度影响最大。（4）1999年后，水库蓄泄水对前缘次级滑体的影响减弱。作为隔河岩变形库区规模最大、变形最为严重的滑坡体，茅坪滑坡的失稳问题应该引起相关各方面的关注与重视。建议在治理工程时优先考虑截排来自黄沟流水。     

评价岩质边坡稳定性的改进CSMR法

对广义CSMR法的前人研究成果进行讨论,提出考虑滑坡变形扰动效应的改进CSMR法,研究认为改进CSMR法更符合岩质滑坡的客观工程地质特征。采用改进CSMR法对典型岩质滑坡工程实例的稳定性进行研究,通过与实例的勘察评价结果进行比较分析并采用了"CSMR值与稳定系数Ks"的经验关系式进行验证,认为改进CSMR法用于岩质滑坡的稳定性评价是适用的,提出了改进CSMR法评价岩质滑坡稳定性的一些具体认识和建议。     

岩石高边坡工程中埋入式抗滑桩的应用

在说明岩石高边坡开挖工程中最下一级坡通常采用悬臂式抗滑桩结构的一些弊端的基础上,提出在桩前仍适当保留部分岩土体而形成埋入式抗滑桩结构,以改善桩身受力状况。对比分析了埋入式与悬臂式抗滑桩的优缺点,阐明埋入式抗滑桩应用的经济合理性。以工程实例说明埋入式抗滑桩的分析计算以及与悬臂式抗滑桩的具体比较情况,实践表明埋入式抗滑桩的应用有较好效果。     

殿后锁固坡体剪断边坡变形能释放与滑体起动速度关系分析

 通过对锁固坡体应力场和位移场所作的能量分析表明：在殿后锁固坡体厚度大,且为坚硬岩体构成的情况下,中、后部坡体在巨大推力作用下边坡系统聚集了巨大的剪切变形能,使殿后锁固坡体被剪断,边坡系统临滑时释放的剪切变形能远大于潜滑带岩体破裂需要的能量,所超过的变形能部份,将转换为滑体弹冲的动能,造成剧动式滑坡。推导蕴涵丰富信息量的殿后锁固坡体剪切变形能变化率曲线及其表达式,通过该曲线和锁固坡体潜滑带荷载–变形曲线,用直观的几何方式对边坡系统的剪切变形能聚集、临滑变形能释放量与滑体起程弹冲速度关系进行阐述,并给出滑体弹冲速度算例。     

鄂西北片岩边坡渗流计算与稳定性分析

鄂西北广泛出露的武当群片岩,岩体变质程度深,结构特征复杂,加之雨季雨量充沛。在工程开挖、削坡过程中出现大量不稳定岩质边坡,十堰市某变电站在施工过程中出现的边坡失稳便是典型案例。在对该滑坡的工程地质条件以及变形特征分析的基础上,采用饱和-非饱和渗流计算得到滑坡体内孔隙水压力分布规律,并采用极限平衡法分析了滑坡稳定性系数随时间的变化规律。分析结果表明,降雨是该类边坡失稳的主要诱发因素,因此在工程中务必做好坡体表面甚至内部的排水措施,避免雨水大量入渗坡体,还应制定在边坡开挖过程中应对突降大雨的应急预案。