弹性环梁支撑下圆形深基坑支护结构变形解析解

将环梁和支护结构分别视为弹性圆环和弹性圆柱薄壳,基于环梁和圆柱壳的变形协调,得到了具有任意数目弹性环梁支撑圆形深基坑支护结构变形的解析解.在验证解析解合理性和可靠性的基础上,针对某一实际圆形基坑工程,比较了在刚性和弹性环梁支撑下支护结构变形和内力的差异,并分析了支护结构底部边界条件、环梁弹性模量、尺寸和数量以及位置等参数对支护结构变形和内力分布的影响.研究结果表明:相对于刚性环梁支撑,弹性环梁支撑处内力变化较小,环梁弹性模量和尺寸的改变只对基坑挖掘面以上支护结构变形和内力影响显著,而对挖掘面以下的支护结构变形和内力几乎没有影响.该研究成果为圆形基坑支护结构设计提供了理论依据和指导.     

油船舷侧局部结构冗余度研究

为研究油船舷侧局部结构的破坏机理,建立冗余度评估方法,预报油船舷侧局部结构失效后的安全性。基于冗余技术的并行原理,在三舱段分析模型的基础上,进行油船舷侧局部结构失效路径判断,并基于后屈曲理论和非线性有限元方法,应用储备冗余度因子作为结构冗余度的表达形式,对油船舷侧局部结构冗余度进行研究。结果表明：初步得到油船舷侧局部结构的失效路径符合实际,其中舷侧横框架失效,会随即引起舷侧结构整体失效,需要引起关注;目标船的舷侧局部结构冗余度计算结果不满足要求,与本文失效路径判断结果一致。     

超大环形支撑深基坑支护设计与监测分析

以淮安黄泛平原区某超大深基坑工程为背景,根据地质和周边环境等条件,对基坑支护结构进行选型和设计,并对基坑开挖过程中支护结构和周边环境变化进行监测和分析。基坑采用地下连续墙和钻孔灌注桩加等厚度水泥土搅拌墙(TRD)作为围护结构,采用两层三圆环钢筋混凝土作为支撑结构。结果表明：基坑各边围护结构和周边地表变形趋势基本一致,变形量小,呈现明显的时空效应;地下连续墙和TRD作为全封闭止水帷幕止水效果良好,基坑施工期间的坑内降水对坑外地下水位影响较小;在环形支撑体系中,环梁支撑轴力大于辐射撑和角撑轴力,围护结构传递过来的荷载主要由环梁承担。     

不同内支撑支护体系对深基坑开挖变形的影响分析

本文基于天津市滨海新区A07地块项目深基坑工程,首先研究了规则形状的深基坑环梁和直梁的支撑效果,发现环梁支撑结构在基坑开挖支护中的效果明显优于直梁支撑结构.其次,以有限元ABAQUS软件模拟分析实际案例下大直径环梁支撑型式对深基坑开挖变形的影响,并与直梁支护深基坑对周边环境的影响作对比.分析结果表明,数值模型可较准确地模拟深基坑开挖施工过程.结果显示,大直径环梁支护体系相比于直梁支撑体系,可更好地控制基坑开挖引起的周边土体变形.     

盾构隧道先隧后井施工中工作井支护结构优化

以广州西江引水工程盾构接收井为背景,借助大型有限元(FEM)软件,采用3因素3水平正交试验法进行多因素系统分析。探讨环梁层数、围护结构嵌固深度及环梁厚度对盾构管片张开量与工程造价的影响规律,对拟用支护方案进行优化,提出适用于盾构隧道先隧后井施工中工作井基坑的合理支护方案。基于双面弹性地基梁理论,提出先隧后井施工中管片张开量的理论计算方法,且验证正交试验模型的合理性。研究结果表明:以经验类比法确定的支护方案比传统的基坑设计方案更科学合理。     

基于失效模式的输电塔优化设计

对基于失效模式的输电塔进行优化设计。首先,由完全气弹风洞试验处理得到等效静力风荷载。其次,寻找失效模式以及失效路径上的关键杆件。最后,对不符合承载力要求的失效模式通过加强关键杆件的方法进行优化。研究结果表明:在完整失效路径上存在关键的破坏杆件,对关键杆件进行优化可以有效地提高结构承载力;基于失效模式的优化是一种直接消除薄弱点的优化,优化效果较好;优化结果能达到目标可靠指标的要求;随风速的增大,优化的效率有所降低。     

广州地铁六号线二期某基坑工程设计分析

从地质、结构、施工等多专业综合的角度进行分析,优化了广州地铁六号线二期高黄中间风井基坑支护设计方案,即将锚索支护设计方案优化为内支撑+环框梁支护方案,规避了施工风险,同时能够满足结构受力要求。抗浮设计宜从工期、施工安全、方便、经济等方面综合考虑。     

非对称开挖局部构件失效对支护体系的影响

针对非对称开挖基坑长度方向由局部破坏引发的基坑连续性倒塌问题,利用三维有限元软件PLAXIS 3D,采用构件拆除法对非对称开挖基坑局部构件失效情况下整体支护体系的响应进行了分析。结果表明:支撑失效后,位于失效区的桩产生卸荷效应,土压力降低,而邻近失效区反之,最近的未失效支撑处桩身弯矩增加较大;在支护桩失效后,失效桩同侧的未失效桩桩后土压力和弯矩显著上升,异侧减小;深侧桩通过支撑对浅侧桩产生向基坑外的推挤作用,深侧桩失效后,浅侧桩出现反推挤现象;土体最大沉降量浅侧较深侧小,沉降量随失效桩数增加愈来愈大而沉降范围基本不变;挖深差愈大土压力变化系数及弯矩传递系数愈大;挖深分界线改变对土压力及桩身弯矩影响均很小。提出了考虑连续性破坏时对支护桩配筋弯矩放大以提高支护结构冗余度的设计方法。     

厦门某工程基坑支护开挖监测

通过对厦门某工程基坑开挖监测分析探讨，认为环梁支护体系受力合理，经济安全，对软土地区深基坑支护较为适宜；测斜管深入相对硬层，可保证测斜管底基本保持不动；环梁支护体系基坑边沿的侧向位移方向垂直于基坑边沿；缩短基坑深部的施工工期，可以有效地减小侧向位移量；开挖至基坑底部时应加密观测；基坑开挖监测至关重要，应及时进行数据采集和信息反馈，达到动态设计和信息施工.     

基于结构易损性的斜拉桥多灾害安全性能研究

通过研究多灾害下结构安全性能,提出一种直接方法用于评价未知灾害:考虑结构发生脆性破坏,分析相应关键构件失效对结构影响的程度.采用基于刚度的方法计算结构构件的重要性系数,结合敏感性分析得到结构冗余度水平指标,并针对典型斜拉桥结构进行了分析.本文方法能够判断结构的薄弱环节,评估结构易损性能,为结构加固和维护提供了一定的理论依据.     

塑性破坏模式下桁架杆件重要性评价与优化

为使结构易损性分析更符合实际破坏情况,考虑了材料的塑性性能,提出了桁架结构杆件塑性重要性系数的计算方法,进而实现桁架的优化设计.首先假设杆件为弹塑性材质,以刚度损失定义杆件的塑性状态及破坏模式,采用附加荷载来考虑塑性阶段的结构承载力;其次建立桁架结构刚度矩阵与变形刚度矩阵之间的关系,寻求杆件位移与变形的内在联系,由此推导杆件塑性重要性系数;最后,通过预先假设桁架受力最不利情况和破坏模式,基于前述塑性重要性系数计算,实现桁架杆件的优化.通过一榀平面桁架算例说明了考虑材料塑性性能时得到的重要性系数值与仅考虑弹性性能有所区别,桁架失效模式更合理.同时桁架结构优化后,可以充分利用各杆件的抗力.     

深墓坑支护结构的可靠度分析

尝试利用可靠度理论进行基坑工程中支护结构的受力及变形分析,通过调整杆件有限元方法中地基反力修正系数研究了模型不确定性对结果的影响;通过Monte－Carlo有限元方法研究了上性参数C,变异性对结果的影响,并提出了基于可靠度理论的基坑支护结构受力及变形的概率预测方法．通过实例计算分析,验证了方法的可行性;通过同确定性计算方法比较,证明了该方法的优越性．深墓坑支护结构的可靠度分析@刘国彬@沈建明@候学渊     

深大基坑环梁支护结构特性的有限元分析

环形拱梁支护结构以受力性能合理、挖土工期短,基坑变形时效控制显著等诸多优点而广泛应用于大面积深基坑工程.以中山市某圆环支撑深基坑工程为背景,基于连续介质有限元法,对环梁支护体系的结构特性进行了系统的三维数值模拟分析,主要研究了环梁刚度、直径、地下连续墙厚度及土体弹性模量对支护结构变形及内力的影响,得出了一些有益的结论,可为今后类似工程设计提供参考.     

基于结构易损性的斜拉桥多灾害安全性能研究

通过研究多灾害下结构安全性能， 提出一种直接方法用于评价未知灾害： 考虑结构发生脆性破坏， 分析相应关键构件失效对结构影响的程度. 采用基于刚度的方法计算结构构件的重要性系数， 结合敏感性分析得到结构冗余度水平指标， 并针对典型斜拉桥结构进行了分析. 本文方法能够判断结构的薄弱环节， 评估结构易损性能， 为结构加固和维护提供了一定的理论依据.     

环梁支护结构支护桩的效应研究

支护桩是环梁支护结构体系中的主要组成部分,也是影响基坑支护工程造价的重要因素.它与环梁和压顶梁等共同承受基坑的水、土压力和地面超载等荷载作用.通过一个典型空间分析模型,重点探讨了支护桩直径、桩入土深度以及桩间距等因素对这种支护结构内力、变形性状的影响规律,得出了一些对该种支护结构支护桩设计较有价值的结论.     

深基坑中大型环梁支护体系的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS对某医院肿瘤中心深基坑工程的环梁支护体系进行三维非线性有限元模拟,土体模型采用了弹塑性的D-P材料模型,同时考虑围护结构与土体的相互作用。分析时把土体、围护桩和水平环梁支撑系统看成一个空间三维整体,在分步开挖的工况下计算基坑及其支护结构的变形情况。通过与现场实测数据的对比分析表明,利用ANSY分析模型进行环梁支护体系模拟分析是可行的,值得在工程中推广。     

深基坑支护结构的可靠度分析

尝试利用可靠度理论进行基坑工程中支护结构的受力及变形分析通过调整杆件有限元方法中地基反力修正系数,研究了模型不确定性对结果的影响,通过Monte－Carlo有限元方法研究了土性参数c,φ变异性对结果的影响,并提出了基于可靠度理论的基坑支护结构受力及变形的概率预测方法．通过实例计算分析,验证了方法的可行性;通过同确定性计算方法比较,证明了该方法的优越性．     

基于可靠度指标的匀质杆件结构优化设计

以结构可靠性分析和结构优化理论成果为基础,推导得到匀质杆件结构在特定失效模式下的功能函数,给出这一特定失效模式下结构可靠度指标的计算方法.将结构的可靠度指标作为结构优化设计的控制参数,得出优化问题的数学模型,实现杆件结构系统基于可靠度指标的优化设计.通过算例证实了所提出方法用于刚架的正确性与一般通用性.     

拉索预应力球面巨型网格结构静力性能优化分析

针对拉索预应力球面巨型网格结构的静力优化问题,提出对拉索预应力、立体桁架梁高度、杆件截面的三级优化法,对各变量分别采用不同的目标和方法进行逐级优化.对杆件截面优化以结构自重为目标函数并采用满应力法;立体桁架梁高度通过结构内力峰值和挠度比两项指标予以确定;优化拉索预应力时,采用结构杆件内力的平方和最小为目标函数建立数学模型,并运用影响矩阵线性优化法和复形法求解.文中对一个180 m跨度的结构,提出了5种不同的布索方案,并基于以上理论,进行了优化分析.结果表明,实际工程采用沿周边布索方案为佳.同时优化分析结果也证明了本文采用的优化分析方法和编制的程序是高效可行的.     

非对称开挖砂性土基坑刚性支护结构解析解

工程上常用的基坑支护结构设计计算方法无法适用于基坑非对称开挖的情况.针对日渐常见的非对称开挖工程,通过变形控制设计,首先引入考虑位移的非极限状态土压力理论,对作用于支护结构上的土压力进行修正.基于获得的修正土压力模式,在对支护结构进行整体受力分析的基础上,获得了可用于两侧挖深不同的单撑式刚性支护结构设计计算的解析解,并进一步分析了土体内摩擦角、支撑刚度、基坑开挖的非对称程度对支护结构安全最小插入比的影响.结果表明:经典等值梁法由于采用极限状态土压力理论,计算得到的支护结构插入比偏于不安全,且计算结果的不安全程度在土体内摩擦角较小的情况下更为严重;相对于较深侧,较浅侧插入比将对基坑的非对称开挖更加敏感;与仅按单边设计相比,该解析解可以有效节约工程造价.试验实测数据验证表明,该计算方法可用于桩土刚度差异较大情况下基坑两侧挖深不同的单撑式支护结构的设计与计算.