地铁深基坑开挖对紧邻建筑影响的有限元模拟与监测研究

以临近北京地铁朝阳门站深基坑某高层建筑为背景,采用有限元分析软件PLAXIS建立了考虑位移场、渗流场情况下的深基坑开挖对临近高层建筑影响的三维数值模型,对工程降水、基坑开挖引起的高层建筑变形与沉降进行了分析计算,并结合实测数据探讨了基坑和高层建筑相对位置与开挖深度对地基基础的卸载或加载作用。结果表明:数值计算结果与实测结果比较接近,可为深基坑开挖对周边环境的影响分析及类似工程提供参考。     

基于MidasGTS软件的上海某深基坑降水开挖变形特性研究

基于Midas GTS软件对上海某深基坑降水开挖过程进行数值模拟,对比分析了基坑降水开挖不考虑渗流作用和考虑渗流作用时,基坑围护结构水平位移、地表沉降变形的变化规律,并与现场基坑的实测数据相互印证;同时分析了止水结构嵌固深度对基坑降水开挖变形的影响。研究结果表明:地下水渗流作用对基坑降水开挖有显著影响;止水结构的嵌固深度能有效减小变形。     

基于渗流—应力耦合的深基坑开挖对临近桥基的影响

利用有限元软件,建立了某地铁基坑模型,考虑基坑降水过程中渗流—应力的耦合作用,研究了强透水性地层地铁车站深基坑开挖过程对临近桥桩的影响,结果发现:考虑基坑降水渗流—应力耦合作用后,基坑开挖变形比不考虑渗流—应力耦合作用时加大;临近桥桩受到基坑开挖和基坑降水的影响,在施工中应注意保护。     

基于位移反分析的深基坑渗流场与应力场完全耦合分析

基于三维比奥固结理论，建立了考虑渗透系数非线性耦合响应的渗流场与应力场完全耦合模型。并在深基坑降排水和开挖初期变形实测资料的基础上，采用位移反分析方法，得到模型参数中k,n,G,λ的优化取值。分别运用不考虑渗透系数耦合响应的完全耦合模型和考虑渗透系数耦合响应的完全耦合模型，对深基坑降排水及开挖过程中的围护及外围土体渗流场与应力场进行模拟，预测土体变形。与深基坑降排水及开挖过程后期的变形观测值进行比较，说明考虑渗透系数耦合响应时的计算结果与实测值更加吻合，所建立的考虑渗透系数耦合响应的完全耦合模型是可靠的和适用的。     

深基坑开挖过程中渗流-应力耦合数值模拟

针对深基坑工程实际,建立了地下水非稳定渗流的三维数学模型,考虑深基坑工程施工过程和外在人为的扰动对基坑稳定性的影响,基于小变形假设、弹塑性本构关系及Terzaghi有效应力原理得到了土体变形方程。通过基坑渗流-应力耦合数值模拟,研究了群井降水条件下基坑地下水渗流场变化规律,考虑基坑支护措施,给出了渗流过程中基坑应力场变化特征。通过对武汉市某基坑开挖过程中渗流-应力耦合数值模拟,分析了渗流对基坑开挖稳定性的影响。     

深基坑承压含水层降水对地面沉降的影响

随着上海超深基坑工程不断增多,使得基坑工程承压降水引起地面沉降受到重视.本文以上海某修复工程深基坑承压层减压降水施工实例,基于Biot固结理论,采用适合基坑开挖的Hardening-Soil本构模型,针对三种不同渗流特征的降水方案,通过渗流-应力耦合分析,分析探讨了深基坑承压降水施工对坑周区域地面沉降的影响因素、范围和程度.基坑降水(压)是基坑工程施工过程引起区域性地面沉降的主要原因.     

硬化土模型在桩锚与桩撑组合支护深基坑工程中的应用

基于硬化土模型（hardening soil模型）,针对一位于昆明市中心复杂周边环境桩锚与桩撑组合支护的城市深基坑工程实例,通过基坑场地土样固结排水三轴压缩试验和固结试验选取了硬化土模型中的参数;采用 MADIS/GTS对该基坑工程的开挖支护过程进行三维有限元分析,并将分析结果与m法计算结果、工程实测结果进行了对比。分析结果与m法计算结果、实测数据的对比表明：硬化土模型可用于桩锚与桩撑组合支护深基坑工程的数值分析;利用硬化土模型可得较符合实际的基坑开挖变形规律。     

流固耦合作用下基坑开挖对邻近桥桩的影响分析

为研究基坑开挖对邻近桥桩变形的影响,基于Biot固结理论,结合修正莫尔-库仑本构关系,建立考虑流固耦合的三维有限元分析模型,对降水条件下的深基坑开挖过程进行模拟,分析了基坑开挖过程排桩变形、坑外地表沉降及邻近高架桥桩位移分布规律.研究结果表明:基坑开挖的卸载特性引起排桩竖向位移整体不断增大;基坑开挖过程中,坑外地表沉降...     

考虑流固耦合效应的基坑变形分析

基于比奥固结理论,采用邓肯-张非线性弹性模型,对基坑开挖过程中的应力场与渗流场进行完全耦合分析,研究了基坑工程的时间效应和空间效应。对基坑开挖过程中的基坑变形进行了全面深入的研究,探讨了基坑变形的分布规律,为基坑工程的设计和施工提供了理论基础。     

基坑开挖渗流场与应力场耦合计算及其环境影响分析

基于达西渗流定律和小变形比奥固结理论,考虑深基坑开挖过程中的降水、土与结构的相互作用,建立了考虑空间效应的二维平面模型,采用FLAC软件进行两种耦合分析,并将分析结果进行对比,得到一些有益的结论.最后给出了深基坑开挖对周围环境影响的估计,提出对应的环境保护措施.     

渗流对基坑周边沉降的影响

基坑开挖卸荷，使应力场发生变化，引起坑周地面沉降。基坑开挖降水措施引起的地下水渗流，形成渗流场，用流网进行描述，应用井流原理，由裘布依公式求出水面线，水面线上部的土体由浮重度变化为饱和重度，下部的土体产生了渗透力，这些变化增大了坑周土体固结值。把由开挖产生的应力场与渗流场叠加，并通过有限元模拟，求取基坑周边地表沉降值。通过对一实际工程的对比，其计算值与实测值接近。     

拉哇水电站上游围堰渗流与应力变形动态耦合仿真分析

深厚低渗透土层天然地基上的土石围堰基础中,常常需要采用碎石桩等处理措施缩短固结排水距离,以控制堰基超孔隙水压力的累计幅度,加速其消散速度,从而减小堰基的变形,提高防渗体系的结构安全性和堰基的抗滑稳定性。基于拉哇水电站上游围堰设计论证和优化的需要,发展了围堰填筑和基坑开挖全过程渗流与应力变形耦合的二维和三维有限元仿真方法,并在LinkFEA软件中实现,成功用于拉哇上游围堰的计算分析。主要基于二维模型,介绍了二维模型中考虑三维绕渗效应、耦合计算中水中填筑与开挖边界条件处理、防渗墙与碎石桩施工仿真,二维模型中碎石桩与土复合地基的等效概化、低渗透土层的渗透系数随着压密而变化模拟等方面的方法,进行了拉哇上游围堰从地基初始应力计算、土体填筑与结构物施工、基坑开挖的全过程的渗流与应力变形的耦合计算,并对围堰戗堤填筑完成和堰体填筑完成两个典型时刻堰基的孔隙水压力、位移和土层与桩中的应力情况进行了分析。     

考虑基桩影响的粉砂地基深基坑流砂模型试验研究

采用自制的基坑工程渗流、渗透破坏模型试验装置,通过对水头与土体变形的观测,研究均质砂土与粉土地基基坑工程中考虑基桩影响的渗透破坏问题,揭示基坑工程土体渗透破坏模式.结合有限元数值模拟分析,从土体应力状态改变的角度研究基坑工程的渗透破坏机制,并分析基桩对土体渗透破坏的影响以及渗流对基桩受力变形的影响.研究成果表明,受渗透力的作用,围护结构底部土体首先进入塑性状态,当坑内土体形成贯通的塑性区时,即发生渗透破坏.在均质地基中,其模式为楔形体破坏.受黏聚力的影响,粉土破坏时的水头差较砂土大,同时基桩的影响也会增大破坏时的水头差.     

第四纪松散沉积层地下水疏降与地面沉降三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层地下水疏降引起的地面沉降问题,以比奥固结理论为基础,考虑土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化,将地下水渗流场和土体应力场耦合起来,建立了地下水疏降与地面沉降变形的水土全耦合三维数学模型,并采用三维有限元数值分析方法,以上海市地铁四号线董家渡段隧道修复深基坑降水为例,模拟预测了基坑中心水位降至标高-23.4 m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征。该模型稳定性好,收敛速度快,能模拟复杂三维地质体和整个基坑降水工程的结构,具有重要的工程实用价值。     

基坑被动区加固的位移控制效果及参数分析

 以武汉地铁2号线积玉桥站为背景,采用三维弹塑性数值模拟的方法,考虑地下水渗流及土体的固结,研究被动区加固下地下连续墙的水平位移及坑外地表沉降的分布规律,并将计算值与现场实测结果进行对比,验证数值计算模型的合理性。以此模型为基础,对裙边加固和抽条加固的主要参数及布置形式进行深入的探讨。研究结果表明,被动区加固对变形的控制效果是非常显著的。裙边加固宽度和裙边加固深度都存在一个有效范围,当超出该有效范围后,加固效果的提高幅度不显著。当裙边加固宽度与加固深度相当时,加固效果最优。在裙边加固参数不变的情况下,被动区加固的作用效果主要与抽条加固的置换率有关,与其断面形状、布置形式等基本无关。     

上海地铁四号线董家渡修复段基坑降水实录

根据基坑开挖工况、地质条件和环境要求和抽水试验制定坑内降水方案,对上海地铁四号线董家渡段地层塌陷隧道进行原位修复降水。采用承压含水层降水三维渗流与土体变形控制耦合数值模型进行数值模拟,模型参数由现场抽水试验确定,模拟结果与施工中实际数值吻合较好。采用降水综合控制信息图反映水位、沉降、开挖深度及流量历时变化,有效地保护了基坑临近建筑物。     

负超孔隙压力消散对基坑稳定影响有限元分析

在渗流固结耦合理论的基础上,应用通用有限元软件ABAQUS建立开挖的二维基坑模型进行分析,通过开挖结束和负超孔隙压力消散后二者结果对比分析,总结得出了负超孔隙压力消散对桩身弯矩和桩身变形的影响。     

地铁车站深基坑降水诱发沉降机制及计算方法

 上海地铁9号线宜山路车站多点位移计高精度监测成果显示,上海软土地区承压水减压诱发沉降存在着分层沉降分异(分叉)和各层分层沉降之和与地面沉降量值不等的现象。承压水减压中地面沉降与分层沉降的机制可以用高、低渗透–压缩性地层组合、深源减压–上覆地层逆回弹、深源固结–变形协调、渐进边界机制来解释。通过区分层内压缩和单点沉降,假定逆回弹和固结同时发生,但可以分别计算,固结的渐进性体现在渗流场计算中按照水位等值线进行的层内小层划分,采用顶板逆回弹系数对分层总和法进行修正。在修正的分层总和法中,只要合理确定顶板逆回弹系数,就能够准确地计算单点沉降,进而计算地面沉降产生的量值。在固结诱发的层顶单点沉降小于变形协调诱发的层底沉降时,一定的土层条件下可能产生含水层的部分膨胀。