基于BP神经网络的基坑开挖对临近桥桩水平位移预测研究

基坑开挖会引起周围土体位移从而对邻近桩基造成负面影响,干扰桩基正常工作,导致桩身层产生附加弯矩、侧向位移。以郑州大四环及大河路快速化基坑临近桥梁桩基为背景,建立BP(Back Propagation)人工神经网络预测模型,同时结合三维数值模拟及实际监测数据对桩基水平位移进行预测。结果表明,基坑开挖对邻近桩基的影响会随着两者距离的增大而慢慢减弱,且桥梁产生的竖向位移在开挖过程中始终大于其他方向位移。通过将基于BP神经网络建立的预测模型与真实值对比验证了该预测模型可以快速、准确地预测基坑开挖引起的临近桥桩的变形值,可以为桩基位移的预测提供一定参考。     

考虑剪切变形下隧道开挖引起邻近桩基水平向响应简化分析

隧道开挖引起邻近桩基的变形影响理论研究都将桩基简化成Euler-Bernoulli梁搁置在传统的Winkler地基模型和Pasternak地基模型上,忽视了桩基变形时桩基自身剪切变形的影响。基于两阶段分析法,采用Loganathan公式计算隧道开挖引起邻近土体自由位移场,再将桩基简化成可考虑剪切变形的Timoshenko梁放置在Kerr地基模型上,建立桩基水平方向受力平衡方程,结合桩基两端约束条件,获得邻近桩基的水平位移及其内力半解析解。随后考虑群桩间土体遮拦效应,进一步获得隧道开挖对邻近群桩的变形影响。通过与工程实测数据及有限元模型计算结果对比,验证了本文方法的合理性。研究结果表明：邻近群桩水平位移及其弯矩随着地层损失率增大而线性增大;隧道埋深增大会引起邻近群桩水平位移减小,桩基弯矩峰值在隧道埋深较大时明显减小;桩隧间距增大会引起邻近群桩水平位移及其内力减小,其减小速率逐渐变缓。     

复杂土层条件下堆载对邻近桥梁桩基受力变形的影响及控制研究

为探讨不同形式堆载作用下多层土体地基桥梁桩基的稳定性状况，基于Midas GTS NX软件建立了不同堆载工况下含桥梁桩基的地基计算模型，分析了堆载的宽度、高度和位置对桩基水平和竖向变形、轴力、剪力和弯矩分布的影响.结果表明：桩基水平位移随深度增加先增大后降低，最大剪力随桩基埋深和堆载宽度的增加而增大，最大水平位移和弯矩均随堆载宽度呈指数型增长，且出现位置向深部转移.桩基最大水平位移和最大弯矩随堆载高度增加分别呈现指数型和线性增长，随堆载距离增加分别呈线性和指数型降低，最大正弯矩出现在土-岩交界处，且左桩基水平位移和弯矩大于右桩基.研究结果可为多层土体地基中堆载参数合理选择和桥梁桩基加固等提供理论支撑.     

盾构施工顺序对邻近群桩基础的影响分析

根据佛山地铁2号线近接魁奇二路人行天桥桩基础不同工况,建立三维有限元数值模型,研究盾构施工顺序对邻近桥梁群桩基础的影响.结果表明:盾构施工会引起桩基础偏向开挖侧的水平位移,且水平位移最大值不超过2 mm,盾构施工对桩基础变形和弯矩的影响较小,桩基础处于安全状态;当左、右线相继掘进时,桩基础的水平位移小于单侧施工;为了减小盾构施工对桩基础变形的影响,施工时建议先掘进右线后掘进左线.     

浅埋超大直径顶管近距离侧穿作用下桥基力学响应研究

以典型工程实例为依托,探讨超大直径顶管开挖作用下侧向桥梁桩基力学响应特征;借鉴两阶段法的思路,推导顶管施工对侧向桩基影响的简化分析方法,着重探索了桩基附加内力和变形,并与三维数值计算结果对比分析.研究表明:浅埋超大直径顶管施工对侧向桩基影响主要经历初始应力平衡、开挖应力扰动及注浆变形稳定三个阶段;顶管施工对侧向桩基的主影响区与侧向正负45°+φ/2土层椎体滑动范围相近,可通过土层滑动区估算;数值与理论计算结果规律吻合,两者最大位移相差10.4%,说明采用的理论简化分析方法可行.基于分析结果,对实例桩基扰动明显区域提出了加固处理措施.     

堆载滑动对桥墩与桩基础的影响分析

针对处于陡坡地段的某公路大桥桥梁桩基偏位问题,通过数值计算结果与现场实测偏位值的对比分析,用位移法计算得到堆载滑动前后桥梁桩基的侧向偏位与内力(弯矩和剪力)分布情况,并提出了合理的治理措施。研究结果表明,堆载滑动是影响桥梁安全性的主要因素,滑动后桥墩偏位和内力显著增加;堆载大小对桩身偏位和内力分布影响较大,位移和内力随堆载增加而增大且呈非线性增大;桩基在系梁处存在受力不利区域,桩身内力均在系梁处发生较大突变;实际中,应避免对桥梁桩基的大面积堆载,以免堆载滑动对桥梁产生破坏。     

堆载预压对邻近桩基处理施工交叉影响的有限元分析

为了研究多种地基处理交叉施工的影响,结合广佛肇高速公路的工程实例,利用有限元方法分析了堆载预压与桩基处理交叉施工的影响.分析结果表明:与桩基处理相比,交叉施工导致桩基的水平位移与竖向位移大大增加,且距离堆载坡脚越近的桩基,位移增加越明显,这必然引起桩基的偏移以及桩基的不均匀沉降;同时,桩基受到的弯矩明显增加,这对桩基的抗弯性能提出了更高的要求;此外,交叉施工还会导致桩土位移差大大增加,桩间土出现绕流,极大地降低桩基的承载力及稳定性.     

类矩形盾构施工对地表及桩基影响三维分析

为探究类矩形盾构法隧道施工对地表及桩基影响的规律,依托宁波轨道交通的某工程设计通过三维有限元软件,从隧道施工引起的土体位移、对邻近桩基影响方面分析,并与传统单圆双隧盾构法作对比,研究了类矩形隧道全断面掘削对周围环境影响规律.结果表明:类矩形盾构隧道沉降曲线近似正态分布曲线,地表变形及影响宽度小于相同情况的单圆双隧道,但在浅埋情况下影响较大;随着隧道埋深越深,类矩形盾构掘进造成的地表变形和桩位移越小;隧道在桩端以上约1/3桩长处施工对桩弯矩影响较大.     

考虑地层蠕变效应的桥梁桩基施工对邻近运营地铁隧道的影响

为研究桥梁桩基施工引起地层蠕变行为对邻近地铁隧道安全运营的影响,依托实体工程,采用卸荷条件下黏土蠕变特性试验确定了隧道周围土体的蠕变模型,通过数值模拟手段(FLAC3D软件)与现场监测相结合的方法,分析了桩基开挖期间地铁隧道的竖向位移、水平位移和应力分布状态。结果表明：广义Kelvin本构模型能够较为准确的描述黏土体开挖卸荷时的蠕变效应;桩基开挖后,邻近地铁隧道衬砌位移不断增大,随后进入稳定状态;随着桩基开挖数量的增加,地铁隧道竖向位移和水平位移总体表现为下沉和向外收敛趋势;桩-隧最小净距越小,桩基施工对隧道影响越大,采用隧道双侧布桩的施工方式,能够有效降低桩基开挖时隧道拱腰的累计水平位移,有利于地铁隧道的安全稳定运营。     

冲孔灌注桩施工对既有桥梁桩基的动力影响分析

桥梁桩基冲孔施工引起的振动效应对周围既有桥梁及建筑物的振动影响是目前人们关注的问题.结合工程实例,建立了冲孔灌注桩施工对既有桥梁桩基影响的分析模型,研究了冲孔灌注桩施工过程中不同水平方向的冲击荷载、冲击荷载距离、深度和大小以及土层分布等因素对邻近桩基受力变形的影响,得出一些有益结论,可供工程施工参考.