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.     

隧道工程基于实测环境变形的土体参数确定方法

结合有限元数值模拟,以盾构隧道施工过程中环境变形的实测数据为基础,通过引入AMALGAM作为遗传算法,依据Pareto最优理论为评价标准,采用均方根误差进行误差校准,提出了一种基于实测数据得到准确土体参数的方法.针对上海市长江西路越江隧道工程试验段的工程案例,以周围土体侧移和隧道上方地面沉降为目标,以关键土层参数为分析对象进行多目标反分析,并对最优解和实测结果进行验证比较,结果证明多目标反分析精确度优于单目标反分析,并且更接近实际工况.应用基于实测环境变形确定的土体参数分析预测盾构施工对临近桩基础的影响,与测试结果的比较验证了计算方法和参数的可靠性,为隧道工程的环境影响分析提供参考.     

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.     

基于midas的地铁车站支护结构内力分析

以某地铁车站基坑为背景,对该基坑开挖过程中支护结构的内力以及周围土体进行了全面分析。基坑采用排桩加内撑支护结构进行支护,考虑了周围土体、围护结构的相互作用,借助有限元软件midas/GTS建立了地铁车站基坑三维有限元分析模型。通过有限元法分析,表明,施工开挖步骤对基坑支护结构的内力以及位移有显著影响,进而总结其变形规律,为地铁车站及类似深基坑设计和施工提供重要的依据。     

合肥地区地铁车站深基坑稳定性分析

文章以临近某国家级实验室的地铁车站深基坑为研究背景,针对合肥地区上层为黏性土、下层为泥质砂岩的地质状况,研究了地铁车站深基坑施工对周边建筑物的影响,确保基坑和支护结构安全施工。采用有限元分析软件MIDAS/GTS建立了弹塑性有限元模型,针对不同的围护设计形式对基坑变形进行敏感性分析,并对车站深基坑开挖的施工过程进行仿真模拟计算,预测深基坑开挖将产生的基坑变形及对该实验室的影响。研究结果表明:钢支撑施作位置的不同对基坑的侧向位移有一定的影响;对于不同的围护桩入土深度,土体向基坑内侧变形的趋势基本相同,随着入土深度的增大,基坑的侧向变形有所减缓;围护桩+钢支撑的围护形式对基坑土体侧向位移及周边地表沉降有较强的限制作用。研究成果对该地铁基坑的安全施工具有重要的现实指导意义。     

兰州地区地铁车站深基坑开挖对邻近地下管道的影响分析

以兰州地铁1号线某车站基坑为背景,对该基坑开挖过程中地下管道的位移进行全面分析.采用排桩加内撑支护结构对基坑进行支护,并考虑地下管道、周围土体、围护结构的相互作用,借助有限元软件ADINA建立地铁车站基坑三维有限元分析模型.通过有限元法分析,表明施工开挖步骤、管道埋深离基坑的距离对地下管道位移有显著影响,进而总结竖向位移下管道的变形规律,为深基坑设计和施工提供重要的依据.     

紧邻基坑同步施工下坑间隧道的变形特性

摘要：
采用非线性平面有限元方法研究紧邻基坑同步施工下坑间土体与隧道的变形特性.将该方法运用到上海某基坑工程中的隧道位移预测,实测数据与有限元结果比较吻合,验证了其可行性.通过参数分析,讨论了基坑之间的距离、开挖宽度对坑间土体竖向位移的影响,并由此推算出了使得坑间地表土体平均竖向位移接近零的最优基坑间距与开挖宽度的关系.同时讨论了盾构隧道、明挖暗埋隧道与基坑的距离对于隧道竖向位移、支护结构侧移的影响.研究表明,开挖完成后,坑间盾构隧道的沉降比周围土体的沉降略小,而有围护结构的明挖暗埋隧道则表现为上抬,距离基坑越远,上抬量越小.
     

土体全弹塑性模型及其工程应用

为了模拟基坑开挖卸荷土体变形的全程弹塑性特征,将岩土弹塑性理论引入到Duncan-Chang模型中,建立了一个全弹塑性土体模型,模型的参数可通过三轴试验确定.在分析了基于该模型的基坑开挖数值计算方法的基础上,编制了相应的有限元计算程序,该程序能考虑基坑开挖过程和桩土之间的相互作用.通过对某基坑工程开挖模拟,并与Duncan-Chang模型比较,结合以往分析经验初步验证了模型的合理性.建立的土体模型更适于松砂和粘性土等应变硬化土体的卸荷过程模拟,提高基坑工程等挖方工程的模拟精度.     

地铁车站深基坑施工中的变形监测研究

为了解决深基坑在施工过程中发生变形,严重会导致工程事故发生的问题,采用了现场实例方法,以广州地铁六号线东湖站基坑工程为例,描述了该车站基坑开挖的变形监测过程,并结合工程现场施工情况对监测数据进行了研究分析.结果表明,监测施工过程中基坑连续墙及支撑结构、支撑轴力、立柱、地下水位、周边建筑(构)物等项目的变形情况对工程安全施工具有重要作用.在施工过程中根据变形监测的结果,随时调整施工参数,优化设计并采取相应的处理措施,确保后续施工能够安全顺利地完成,为安全生产提供有力保障.     

深基坑支护结构与土体共同作用的三维有限元分析

本文对深基坑进行了施工全过程的三维有限元弹塑性分析和模拟,并详细说明了其具体实现方法.有限元分析中分别考虑了支护结构和土体之间的相互作用问题,以及各种开挖方案、降水方案对基坑变形的影响,并对各种关键参数进行了参数敏感性分析和讨论.对比各种分析结果,考虑共同作用和不考虑共同作用基坑变形相差达到10倍,支护结构内力相差达到1 5倍.分析结果说明,对于这类复杂工程,进行考虑结构与土体共同作用的施工全过程三维有限元分析和模拟是完全必要和必须的.     

深基坑施工风险的多参数评估方法

通过对深基坑在开挖过程中变形受力特性的力学机理研究，结合基坑施工中各参数指标间的力学相关性及其统计关系，定量确定多参数之间协调关系和所对应的风险情况，提出融合多参数的风险评估预警方法并编制多参数风险评估程序.该方法相对常规单参数风险预警控制方法，更能反映基坑支护结构及周围环境的内力变形情况.采用该方法对上海某地铁车站基坑工程进行多参数风险评估.结果表明,该方法能够判定出单参数方法所不能识别的基坑风险，有效弥补单参数控制的不足和漏洞，具有很好的实用价值.     

信息识别技术在深基坑施工中的应用

深基坑工程中,地质条件和施工条件复杂,荷载难于确定,为此,基于时空效应理论中深基坑工程施工的现代设计理念,结合工程实例,采用信息钮识别技术对整个深基坑施工过程进行了实时监测,对地下连续墙墙体水平位移及地下连续墙墙体顶面的沉降或隆起进行了测试,并对墙体位移和内力进行及时预报。与传统反分析方法相比,该方法避免了对参数的敏度分析,概念直观,易于实现,同时把实时监测、参数识别、预测分析和动态控制有机地连接在一起,为深基坑工程信息化施工提供了依据,使施工始终处于可控制的理想状态,保证了整个深基坑工程的安全。     

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。     

深基坑支护结构施工工艺优化设计

将地层损失法与文克勒模型基础上的杆系有限元增量法非线性分析结合，协调支护力与土体变形计算，对多支点支护结构，通过变形曲线面积积分建立比较系统的多目标优化模型，并运用复合形法实现优化计算，求出满足目标要求的最优开挖与支撑工艺。     

软土地基基坑开挖对坑底桩受力与位移影响的时效分析

深基坑开挖卸荷会对坑底工程桩的桩身受力和位移特性产生影响,同时在实际工程中,软土在开挖情况下具有较为明显的蠕变效应,但较少有人研究蠕变对坑底工程桩桩土相互作用的影响。采用两阶段分析方法,第一阶段基于H-K三参量模型推导出Mindlin的时域解,提出了一种用于计算基坑开挖卸荷引起的坑底土体竖向附加应力的计算方法,并进一步解得坑底土体竖向位移场的时域解。第二阶段通过建立桩身控制方程,利用有限差分法得到开挖卸荷后考虑坑底土体蠕变变形的单桩非线性分析方法。研究结果表明,得到的时域解能够较好地反映软土基坑开挖条件下考虑土体蠕变变形时坑底单桩的桩身轴力和位移特性发展趋势,为相关工程提供参考。     

地铁车站端头井施工数值模拟参数的确定

数值模拟能够有效分析深基坑开挖引起的围护结构变形和地表沉降问题,但模拟时所用主要参数目前还没有公认的确定方法。以上海市某地铁车站新建深基坑工程端头井段为例,使用有限元软件ABAQUS对施工过程进行模拟,使用正交试验方法研究了数值模拟所用土层参数的重要性,分析了不同土层参数对围护结构水平位移影响的敏感性,使用反分析方法提出了基坑开挖过程有限元数值模拟时参数的确定方法。结果表明：有限元数值模拟时对连续墙水平位移影响最大的参数为弹性模量、泊松比;数值模拟时,淤泥质黏土和淤泥质粉质黏土的模量比（弹性模量与压缩模量的比值）可取3.25～3.35,黏土和粉质黏土的模量比分别可取3.67,5.69～5.81,粉土、粉砂的模量比分别可取6.14,6.17～6.44,模量比取值从小到大对应的土层分别是黏性土、粉性土、砂性土;淤泥质土泊松比与勘察所得泊松比的比值为1.05～1.12,其他土层的泊松比与勘察结果的比值为0.90～1.05。     

深基坑开挖引起邻近地下管线位移的两阶段法

针对深基坑开挖引起的周围地下管线位移,基于两阶段法,首先给出了基坑开挖引起的周围自由土体位移的计算方法,然后结合Winkler弹性地基梁模型,建立了受土体卸载附加变形影响的地下管线竖向和水平方向位移方程,通过有限差分法求解出地下管线位移。将此方法应用于工程实例,其理论计算结果与现场实测数据基本吻合,验证了两阶段法的合理性及适用性。本方法可用于分析管线埋深、管线距离、地基土性质等因素对管线变形的影响。     

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.     

地铁吊脚桩深基坑围护结构及土体变形规律

通过分析典型"土岩二元结构地层"深基坑的特点,选取青岛地铁李村站的吊脚桩深基坑作为研究对象,采用ABAQUS有限元仿真计算,并结合大量现场监测数据分析的方法,对吊脚桩深基坑围护结构及土体的变形规律展开了研究。研究结果表明:"土岩二元结构"地层深基坑具有和土质基坑或岩质基坑显著不同的特点;随着基坑开挖深度的增加,围护结构的侧移逐渐增大,最终的侧移形态为上部小、中下部大的"花瓶形";地表沉降随基坑开挖深度的增加而增加,在开挖深度小于2 m时,地表沉降表现为"三角形"模式;随着开挖深度增加至6 m,沉降模式由"三角形"转变为"凹槽型",此后沉降形态保持为"凹槽型"不变。基坑深层土体沉降曲线性状与地面沉降相似,但沉降的影响范围随着深度的增大有所减小,土岩界面以下地层受上覆土层开挖卸荷而产生的回弹影响非常小。