基于开挖方法对深基坑变形的分析与施工优化

为研究开挖方式对深基坑变形分析与施工优化,采用有限元软件FLAC3D对上海某深基坑开挖进行模拟.通过改变开挖方式,在数值计算中设置若干种工况,研究开挖过程中的基坑围护结构位移变化、地表沉降.研究结果表明:3种不同的开挖方法对于基坑变形的控制能力依次是台阶式退挖、跳挖、竖向顺序分层开挖.在采用了新的开挖方式后,基坑周边的最大沉降值也由之前的10 mm左右减小到8 mm左右,基坑围护结构最大水平位移由原来的45 mm减小到40 mm,说明新的开挖方式有效的控制了深基坑变形.     

地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟

为了研究地铁工程支护结构对周围土体变形影响的问题,应用有限元计算软件ADINA对地铁车站深基坑工程进行开挖支护模拟,建立明挖法深基坑开挖支护过程的三维模型,分析开挖过程中连续墙支护开挖和连续墙、锚杆联合支护开挖两种工况下,基坑周边地层的位移情况.研究结果表明:地铁车站深基坑的开挖与支护过程是一个基坑支护结构和基坑内土体、基坑周围土体共同作用的问题,支护结构和支护方法对基坑周围环境的影响明显,周围土体和基坑内土体对基坑性状的影响显著.     

考虑尺寸效应的小尺寸深基坑土压力与变形计算分析

基坑侧壁土压力分布是深基坑支护设计的主要依据,对于进行支护结构设计具有重要的指导作用。本文主要考虑尺寸效应对基坑土压力与变形的影响,建立小尺寸深基坑主动土压力计算模型。通过假定滑裂面并采用极限平衡理论进行土压力计算。然后,借助PLAXIS 3D有限元软件建立不同平面尺寸与深度的基坑三维有限元模型,进行基坑侧壁土压力与变形计算。根据计算结果得出不同平面尺寸的基坑土压力与水平侧移变化规律。并将有限元计算结果与朗肯主动土压力理论计算结果进行对比。受尺寸效应影响,小尺寸深基坑的土压力减小,剪切破裂角不再是定值45°+φ/2。研究结果将丰富小尺寸深基坑土压力计算理论,为此类基坑的支护设计提供参考。     

深基坑回弹的空间性状研究

提出了深基坑回弹空间效应分析的三维有限元模型．该模型模拟了深基坑分步开挖过程和支撑方式的变化，土体采用修正剑桥模型．同时定量地分析了基坑形状、基坑开挖面积以及开挖深度等因素对基坑开挖回弹量的影响．所提出的回弹计算方法可以为工程师有效地预估深基坑工程中不同基坑形状、不同开挖面积和深度的回弹提供依据．     

天津融创广场基坑工程监测及数值模拟分析

针对天津融创广场基坑开挖工程,建立了考虑土与结构相互作用的三维有限元模型,计算得到了支护结构及支撑系统的变形和内力值．通过与现场监测数据的对比,使计算模型及分析方法得到了验证．分析结果表明：对于本工程具有深浅坑并存、平面形状复杂、采用多种支护形式的基坑,具有明显的空间效应,简单地采用弹性抗力法或平面有限元分析方法不能得到正确的分析结果,三维空间的有限元分析十分必要     

跨越运营地铁隧道超大基坑开挖的土体参数反分析

针对跨越运营地铁隧道的超大面积深基坑建立了大型三维有限元模型,并对基坑开挖引起的周边环境和隧道变形进行分析.根据工程的重要性和信息化施工的需要,利用施工过程的变形监测数据,使用单纯形法对其土体参数进行了反分析.根据编制的单纯形反分析程序和有限元方法计算得到了相关的土体参数,并预测了基坑开挖最终引起的隧道隆起量.结果表明,计算所得隧道隆起预测结果与实际监测数据较为接近.     

基坑开挖支护变形特性及稳定性分析

运用ANSYS有限元应用软件为平台,针对基坑工程的复杂性,用APDL二次开发适合黄土地区的基坑开挖与支护变形分析程序,然后对深基坑开挖与支护变形进行分析及稳定性验算,得到深基坑坑壁侧向位移、坑周围地面的变形、基底的回弹变形.用有限元强度折减技术验算基坑边坡的稳定性.计算结果表明,ANSYS有限元方法在深基坑工程的设计、施工中是有效的评价工具,把有限元强度折减技术引入到深基坑工程中是一种有效的新方法.     

连续墙与土体接触特性对深基坑变形分析的影响

采用考虑连续墙与土体接触面的三维弹塑性有限元方法对上海银行深基坑工程进行了数值分析,得到了基坑围护墙体的变形与基坑开挖引起的周围地表沉降.结合实测数据,与不考虑接触面的分析结果进行比较,讨论了连续墙与土体接触面特性对基坑变形分析结果的影响.结果表明,考虑接触面特性的计算方法与实测结果更加吻合,不考虑墙土接触面特性所得到的基坑变形和坑外地面沉降偏小.     

复合土钉墙变形性能的三维弹塑性ADINA有限元分析

运用大型非线性有限元软件ADINA,模拟某深基坑土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙基坑开挖与支护的施工过程,建立了整体三维有限元模型,模型考虑了基坑的整体空间作用,克服了二维平面或局部的三维有限元模型分析的不足.分别得出了基坑的整体位移、开挖面的水平位移、坑后地面沉降的位移、坑底隆起的位移,并与现场实测值进行了对比.结果表明,计算值与实测值基本吻合,说明建立的非线性有限元计算模型和分析方法是可靠的,能够较好地运用于实际工程的分析和预测.     

柔性支护深基坑工程中土压力的有限元模拟

对深基坑工程而言,土压力是作用在支护结构上的主要荷载,也是重要的设计参数.文章以扩展的剑桥模型为土体的本够关系,采用二维平面有限元法对某地铁车站深基坑进行模拟计算;通过对有限元计算结果的分析,对此类软土地区基坑开挖过程中维护结构的侧向变形与土压力的关系进行了探讨.     

基于ANSYS的深耕挖掘犁刀强度分析

应用Pro/E建立了深耕挖掘犁刀的三维实体模型,并通过ANSYS软件对其进行了有限元分析,得到了犁刀在挖掘时的应变分布图,为挖掘犁刀的优化设计提供了参考依据.     

深基坑支护结构的二维有限元分析

针对目前深基坑研究深度及广度仍停留在初步阶段,采用二维弹塑性有限元法,模拟基坑开挖中常用的挡墙式支护结构与土体的共同作用,针对各种不同参数的挡墙,计算挡墙、基坑周围地面及坑地的变形,分析变形与各参数的关系.得出土体与支护结构之间的相互作用及土体随开挖深度增加的变化.     

堆积覆盖层边坡开挖致滑现场试验及三维数值模拟

以一堆积层边坡开挖致滑现场试验为基础,根据试验场地实际情况建立了三维有限元模型,模拟分析堆积层边坡在开挖作用下的变形特征,得到了试验观测点ZK1,ZK2和ZK3顺坡方向的水平位移随开挖深度的变化规律．将其与实际结果进行比较表明．两者具有很好的一致性,证明采用数值计算技术可以较好地模拟边坡破坏过程中的位移、破坏范围和滑动面位置等情况．     

不同土质条件下基坑渗流场渗透特性分析

控制地下水对基坑开挖和周围环境的负面影响，是基坑工程特别是深基坑工程设计与施工的重要组成部分．采用三维有限元法分析了基坑渗流场的分布特性，比较了不同土质条件下渗流作用对基坑土体渗透稳定性的影响，较好地反映了基坑渗流场中等势线、流速矢量以及水力梯度等渗流要素在不同土质条件下的变化规律，探讨了工程中可能出现的不利因素．分析表明，在均质各向同性非成层土中，基坑角点和溢出点附近水力梯度最大，是整个基坑最易发生渗透破坏的地方；在成层土情况下，水头等势线有向渗透系数小的土层聚集的趋势．对比各种分析结果，当水平向渗透系数大于竖向渗透系数时，基坑最容易发生渗透破坏．     

地面超载对土钉墙工作性能影响的有限元分析

为了揭示土钉墙在地面超载作用下的受力和变形规律,采用有限元方法,建立了整体三维有限元模型,模拟了某深基坑土钉支护的施工过程,分析了地面超载对开挖面水平位移、坑后地面沉降、坑底隆起以及土钉轴力的影响.结果表明:随着地面超载的增加,开挖面的水平位移、坑后地面沉降均近似呈线性增加,地面超载对坑底隆起的影响较小,地面超载对上部各排土钉轴力的影响要大于下部各排.     

钉距和微预应力对复合土钉墙性能影响的有限元分析

以某深基坑土钉+水泥土搅拌桩复合土钉墙基坑开挖与支护的施工过程为研究对象,运用大型非线性有限元软件ADINA,在考虑基坑的整体空间作用的情况下建立了其整体三维有限元模型,分析了不同的土钉水平间距和微预应力对开挖面水平位移、坑后地面沉降、坑底隆起以及土钉轴力的影响,得出了一些有价值的结论,供设计和施工人员参考.     

板—土三维等厚接触单元模型及其应用

推导了板－土三维等厚接触单元的单元刚度矩阵,提出了不同开挖深度下厚度的确定方法,并以上海某深基坑开挖工程为例,分析了不同厚度的等厚单元对围护墙体水平位移的影响。结果表明,采用与开挖深度相适应的等厚单元所获得的围护墙体的水平位移与实测值吻合较好。     

非线性弹性卸荷损伤的基坑工程有限元分析

将土体非线性弹性卸荷损伤模型引入基坑工程的有限元分析中，建立非线性弹性卸荷损伤有限元方程，编制相应有限元程序，对上海外环隧道浦西连接井段的大型超深基坑工程进行有限元计算，并从基坑变形、围护墙上作用的土压力、损伤变量的发展演化等方面对有限元计算结果进行分析，计算结果表明了所建立的土体非线性弹性卸荷损伤模型在基坑工程中的可行性和适用性。