非对称土岩地层深基坑吊脚桩支护变形分析

以珠海某地铁站深基坑为工程背景,选择了其标准段一剖面为研究对象,在施加地面荷载与未施加地面荷载两种条件下,通过FLAC3D进行数值模拟,分析了吊脚桩水平位移变化,桩顶位移变化以及预应力锚索轴力变化。得出在非对称土岩组合深基坑采用吊脚桩+预应力锚索+内撑的支护形式能有效的控制基坑变形;基坑两侧吊脚桩在非对称地层及地面荷载条件下,其变形有显著差异;地面荷载对吊脚桩上部水平位移影响显著,对桩脚处位移影响较小;吊脚桩桩顶与桩底位移之间呈现负相关的规律;地面荷载对桩脚处锚索轴力影响不显著。     

基坑支护非对称荷载下支撑结构的刚度计算

规范推荐的基坑支撑体系的水平刚度系数计算前提之一是基坑两侧荷载对称,基坑内支撑结构在两侧非对称荷载下,其水平刚度系数和结构内力、变形均与对称荷载条件下不同。支撑结构在两侧不对称荷载下将产生附加变形,从而引起内力重分布,最终达到受力平衡。本文分析基坑的支撑体系在非对称荷载条件下的变形特征,采用迭代计算得到内支撑结构的刚度,并进而求解出基坑支护的内力及变形,并对计算结果进行了讨论,其计算结果与按对称荷载的计算相比更显合理。     

徐州地铁1号线临河车站基坑的变形特性研究

以徐州市轨道交通1号线为工程背景,针对学院东路站深基坑临河产生的偏压荷载对支护结构变形的作用,采用有限元Madis软件,对其分步开挖进行了数值模拟,侧重分析了对称荷载和偏压荷载下的基坑变形差异,并探讨了临河距离对基坑变形的影响。研究表明:临河引起的偏压荷载不仅会引起基坑最大水平位移的增加,同时存在着向临河侧整体倾覆的趋势,威胁基坑安全,但临河引起的偏压荷载效应仅在基坑开挖深度较大时方能体现。临河越近,基坑两侧水平位移差值随基坑临河距离呈指数变化关系,临河越远(1H),基坑两侧水平位移差值随基坑临河距离变化趋于平缓。     

填海区域基坑施工对既有地铁区间影响浅析

深圳前海交易广场地处前海填海区域,属于典型的海积淤泥地层,同时地块内有运营地铁1号线。在复杂的海积淤泥地层条件下进行地铁区间附近的深基坑开挖,控制基坑围护结构体系及地铁区间的稳定是整个工程的重点,也是一大难点。通过对地铁区间两侧基坑的开挖顺序和加固措施进行数值模拟,研究地铁区间位移及衬砌内力变化,得出合理的开挖顺序和加固措施     

动荷载对支护桩内力重分布影响的分析

深基坑开挖过程中,由于土体内应力重新分配,导致支护桩的内力也产生重新分布,影响基坑及周围建筑的安全。建立了深开挖条件下基坑简化分析模型,采用非线性有限元法,计算了动荷载作用下支护桩的弯矩和剪力,并对考虑和未考虑动荷载时的内力进行了对比分析,得出了具有工程意义的结论。     

某超深基坑组合支护体系上部土钉墙内力监测及分析

组合支护体系由上部土钉墙和下部锚拉桩(墙)结构联合形成,北京城区超过15m深的基坑越来越多地采用这种支护体系。以开挖深度约22m的北京侨福花园广场深基坑工程为例,分析了上部土钉墙在基坑开挖各阶段的内力变化规律,在开挖至土钉墙底时,土钉内力增长速率最快,当基坑潜在滑裂面超过土钉墙末端时,进一步的开挖对土钉内力增长影响有限;由于预应力锚杆的存在,减小了基坑坡顶的位移,同时土钉内力比设计值要小很多,今后类似工程设计可以减小土钉杆体直径。     

挖深不同情况下基坑支护结构性状研究

为深入研究开挖深度不同情况下深基坑支护结构的变形和内力,运用岩土工程二维有限元软件PLAXIS进行此类深基坑开挖全过程的模拟。通过不同工况的模拟及计算,结果表明由于基坑开挖深度的不同,基坑两侧支护结构的水平位移和内力均有较大差异,在基坑设计中有必要对基坑的支护结构进行优化设计。     

地下连续墙支护结构的深基坑开挖过程分析

各类深基坑的破坏一般是由于坑外荷载过大,超过支护结构的承载能力所导致的。因此对基坑支护结构在开挖过程中的变形和内力变化情况进行模拟分析尤显必要。以某地铁车站深基坑为研究对象,利用PLAXIS2D有限元分析软件,对基坑开挖和支护的过程进行模拟分析,分析基坑开挖影响范围、支护结构位移和内力、土体位移等问题,提出控制基坑失稳的方法和建议,为类似的深基坑工程的施工提供参考。     

考虑基坑开挖效应时隧道施工对桩受力特性影响

新建地铁隧道会对临近桩基础造成影响,而通常高层建筑是在地下室之下设置桩基础。受地下室基坑开挖影响的桩基础,其工作时的受力状态与桩顶直接加载工况不同,对隧道施工的响应也不同。文章基于弹性力学Mindlin解和显式算法,并引入了亚塑性桩-土接触面本构,建立考虑基坑开挖效应的桩在正常工作时的内力与摩阻力分布。进一步基于Loganathan-Poulos解,引入隧道开挖位移场,研究隧道开挖对工程桩的影响。结果表明,考虑基坑开挖影响时,桩工作荷载状态下侧穿和下穿隧道引起的桩身位移,明显大于不考虑基坑开挖影响时结果;摩阻力分布与不考虑基坑开挖条件下有明显的不同。     

软土地区相邻深基坑有限土体影响分析研究

随着城市地下空间持续开发，相邻深基坑工程施工越来越常见。由于相邻基坑间有限宽度土的影响，基坑两侧土压力呈现非对称状态，基坑支护内力、变形及周边环境影响很难通过传统设计理论进行计算分析。结合上海某具体工程实例，基于HS-Small模型采用数值分析办法，分析了周边基坑对本项目深基坑支护内力、变形及周边环境的影响，并与实测数据进行比较。结果表明：传统对称基坑设计方法往往会低估远离相邻基坑侧的支护变形和内力，而靠近相邻基坑侧则偏于保守。相邻基坑支护刚度越小，基坑侧移越大，基坑间有限宽度土压力越大，研究为今后相邻深基坑工程设计提供一定的参考。     

盾构壁后注浆体变形及压力消散特性试验研究

壁后注浆是盾构施工的关键工序.壁后注浆体的变形及力学性质变化直接影响到土体的应力释放、地层位移及作用在管片上的土压力大小.利用自制壁后注浆单元体模型试验装置,研究不同的注浆压力、注浆材料及围岩土质条件对注浆体变形及注浆压力消散的影响规律.较高的注浆压力有利于减小围岩的应力释放量,加快浆体排水速率.在砂性土地层中,浆体变形和浆体压力消散较粘性地层快,说明土质条件对地层位移和围岩应力释放影响较大.     

海上四桩导管架基础水平受荷离心模型试验

导管架基础广泛应用于海上风力发电和油气开发,水平向风、浪、流、地震等作用是导管架基础发生失效破坏的主要原因。通过离心模型试验针对饱和砂土地基中四桩导管架基础,研究其在沿边长方向和沿对角线方向水平静力作用下各基桩的内力分配、桩周土反力差异和变形特性。导管架基础沿对角线加载时基桩最易被拔出,其下压基桩的桩顶剪力、桩顶负弯矩和桩身最大正弯矩均较上拔基桩大,但二者的桩身水平位移相差不大。对于本文桩间距为5.8倍桩径的导管架基础,由于群桩效应及桩身上拔力降低了桩周土有效应力,沿边长加载时上拔桩在泥面下2.5倍桩径深度范围内的桩周土反力约为下压桩的60%,而沿对角线加载时上拔桩在该深度范围内的桩周土反力仅为下压桩的40%。沿对角线加载时下压桩与上拔桩在桩顶剪力、桩顶最大负弯矩、桩顶轴力及桩身最大正弯矩等参数之间的差别也明显大于沿边长加载情况。与单桩水平加载离心模型试验结果对比发现,同一深度处单桩的桩周土反力介于导管架基础上拔桩与下压桩的桩周土反力之间。     

加筋地基土压力测试与机理分析

在素垫层内铺设土工材料加筋后,筋土的界面摩擦作用使加筋垫层的模量提高、应力扩散范围增大,有效发挥下卧土层的承载力、减小地基沉降。通过土工带加筋现场原位试验垫层底的土压力分布测试与结果分析得出：加筋薄垫层（Z/B=0.2）地基垫层底土压力分布是不均匀的,应力集中于基础的边缘,基础中心下应力较小。加筋地基强度和变形与加筋参数有关,通过引入应力扩散系数,分析不同加筋参数下加筋地基的应力扩散能力,研究筋土界面摩擦作用的应力扩散加筋机理,结合工程实际提出太原地区应力设计扩散角取值范围,为加筋地基的设计提供理论依据。     

基于P～Y曲线的基桩内力与变形分析

研究在桩顶承受水平荷载、弯矩及线性或非线性弹性土体共同作用下基桩沿桩身的水平位移、转角、弯矩和剪力等。介绍以线弹性地基梁模型为理论依据的张氏法、c法、m法、k法和以非线性弹性地基梁模型为理论依据的P~Y曲线法。结合工程实例,分析了软粘土的P~Y曲线,确定各种方法地基土比例系数的取值,用有限差分法及数学迭代法求解基桩挠曲微分方程,对计算结果进行总结、分析和比较。     

季冻区湿地软土地基固结变形特性研究

为了研究季冻区湿地软土地基的固结变形特性及其影响因素,在提出季冻区湿地软土地基现场监测方案的基础上,对路堤填土荷载作用下软土地基固结变形特性和加载条件、软土地基处理方法、地层条件、温度变化、时间效应等的相关性进行分析研究。监测结果证明:虽然湿地软土层不厚,但软土的沉降量占全部沉降量的80%以上,在整个冬季,负温对软土地基的固结沉降有一定的影响,主要表现在中央分隔带和路肩软土地基的沉降过程出现一定的差异;软土地基的侧向位移基本上是随荷载的增加而增大,最大位移深度随软土层厚度的增加而增大,冬季软土地基冻结的过程中,在冻结深度范围内软土地基出现反向的侧向位移;整个冬季软土地基孔隙水压力均有不同程度的消散,根据沉降和孔隙水压力监测结果得出,袋装砂井更适合于季冻区湿地软土地基的工程治理措施;试验段冻结深度随时间的变化,最大冻深小于2.8m,在一月底至二月初期间;路堤填土冻结的过程中,靠近中央分隔带处的土压力逐渐减小,而靠近路堤边坡处的土压力逐渐增大。研究成果可为季冻区湿地软土地基固结沉降分析计算及设计提供参考依据。     

不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能影响试验

为研究不平衡土压力对整体式桥台-H型钢桩-土体系力学性能的影响,在已开展的不平衡土压力下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究基础上,进一步开展了更大不平衡土压力(台后土表面均布荷载增大了3.81 kPa)下整体式桥台-H型钢桩-土相互作用拟静力试验研究,对比分析了更大不平衡土压力对桩身水平变形、桩侧土压力、应变和弯矩等方面的影响。结果表明:在试验条件下,更大不平衡土压力对桩身水平变形、土抗力、应变和弯矩的分布规律无影响; 正向加载时,更大不平衡土压力使得桩身累积变形的位置更深,桩侧最大土抗力和桩身弯矩增大; 负向加载时,更大不平衡土压力也使得桩身累积变形的位置更深和弯矩增大; 正向加载时,更大不平衡土压力使得累积变形减小,负向加载时则相反; 正向加载时LAHP模型的桩侧土抗力、应变和弯矩显著大于负向加载时的,正向加载时的最大桩侧土抗力和弯矩分别为负向加载时的2.2倍和2.1倍。     

软黏土中导管架基础水平循环加载离心模型试验

为研究海上风机四腿导管架基础在风、浪等水平循环荷载作用下的受力及变形特性,开展了近海饱和软黏土地基四腿导管架基础水平循环加载离心模型试验。实测获得了水平循环荷载下导管架顶部的位移、基桩顶部的水平位移以及桩身弯矩,并利用实测桩身弯矩推导出桩身变形与桩周土反力。试验结果表明:水平循环荷载作用下导管架顶部的荷载–位移曲线表现出明显的非线性;后排桩的水平位移约为前排桩的80%,且均小于导管架顶部的水平位移,导管架发生了一定角度的倾斜;桩身最大弯矩值出现在泥面下约6D深度处。在此基础上,采用双曲正切型p–y曲线方法拟合试验结果并与API规范作对比,发现API规范p–y曲线的初始刚度和极限土反力均偏小。试验进一步揭示了泥面下5D深度范围内需考虑桩周土反力的弱化现象,且前排桩周土反力的弱化程度明显大于后排桩,在工程设计时应分开考虑下基桩桩周土的强度弱化情况。     

Vorgespannte Bodenplatten – ein brachliegendes Potential

Prestressed Foundations Slabs Continuous slabs proves to be an attractive foundation system. Foundation slabs can be used to withstand the loading and simultaneously form a tight and continuous element between foundation soil and the building. Foundation slabs are highly stressed structural elements, which require large bending and shear resistance. Thus hugh cross‐sections and large bending and shear reinforcement is needed. A prestressing reinforcement will be ideal to resist especially the high loading. Prestressing is an activ reinforcement element in contrast to the mild reinforcement. The pretensioned part of the steel cause forces, which cause deflection forces due to the curvature of the tendon geometry. Thoses forces will be able to match the individual loading directly and then distribute them continuously over the unloaded slab area. The load bearing system, caused by the deflection loads of the prestressing forces reduces the stresses within the structural element. Consequently slender cross‐section and less amount of mild reinforcement is needed. Additionally the compression stresses due to prestressing forces reduce the cracking and enlarge the tightness of the foundation slab.     

地基固结特性对堆载被动桩影响的数值分析

通过建立三维数值模型,对堆载-被动桩-地基的共同作用进行了分析,得出了桩侧堆载完成后软土在固结过程中桩身的内力和变形特征。结果表明:堆载完成后随着软土地层不断排水固结,桩基水平位移逐渐增大,其变形曲线沿深度呈直线减小的趋势,桩身沉降也随着固结时间的推移不断增加,桩基轴力逐渐增大而弯矩值有所减小。因此,在软土地面堆载过程中要充分考虑地基固结的时间效应。     

初次断裂期间超前工作面坚硬顶板挠度、弯矩和能量变化的解析解

 在覆岩均布力和增量压力共同作用且光滑连接的荷载形式作用下,将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,在工作面中部选取单位宽度的岩层结构作为研究对象,建立采空区与工作面前方坚硬顶板的超静定挠度微分方程组。在满足所有自然边界条件和连续条件的基础上,求得此微分方程组的精确解,导得初次断裂前、后煤壁前方的顶板挠度、弯矩和弯曲应变能量密度分布关系式。对30 MPa的顶板层位荷载和0.6～1.0 GPa的地基刚度,根据所提出的关系式,用Matlab软件的计算绘图形式,给出初次断裂前、后顶板挠度、弯矩、顶板超前断裂位置、弯曲应变能积聚与释放随地基刚度减小而增大的规律。得到顶板超前断裂位置在煤壁前方6.14～7.75 m处,从工作面煤壁到其前方20.45～22.90 m区域是顶板能量积聚集中区,该区域有相当于断裂后顶板弯曲应变能的10～13倍的弯曲应变能在顶板断裂期间释放。从几何上阐明2条顶板弯曲应变能量密度分布曲线之间的面积即为顶板断裂时释放的能量。通过调整所得到关系式的参数,可计算不同采深、不同岩性和岩层结构的工作面煤壁前方的顶板挠度、弯矩和弯曲应变能量密度关系,对冲击矿压防治、顶板管理和放顶有重要参考意义。