基坑开挖对周边环境的影响分析

为探究基坑降水开挖过程中基坑及周边环境的响应,以西北某实际基坑工程为背景,通过Plaxis 3D软件建立模型,分析了基坑开挖过程中基坑及周边环境产生的变形和围护结构锚杆上力的变化.结果表明:基坑开挖产生的土体变形是一个三维问题,剖面土体的变形受基坑阴、阳角的影响,这种影响的强弱与剖面距基坑阴、阳角的距离有关;在基坑围护结构中,锚杆锚固效果比土钉好30%左右,桩锚支护效果比复合土钉墙好20%左右;下排锚杆比上排锚杆承担更多的主动土压力,其自由段轴力比上排锚杆大;位于复合土钉墙支护段附近的道路受基坑开挖影响,其倾斜方向由最开始的朝坑外倾斜转变为朝坑内倾斜;位于桩锚支护段附近的既有建筑变形均在相关规范允许范围内,周边既有建筑处于安全状态.     

延深基坑桩锚加固支护结构力学特性分析

运用Zsoil有限元软件建立桩锚支护延深开挖基坑数值模型,对加固支护结构连梁的节点连接形式、截面尺寸、支护平台宽度、二级支护桩的桩径和桩间距以及嵌入比等影响因数进行分析.结果表明:连梁节点连接形式,支护平台宽度对控制延深开挖基坑支护结构的受力和变形有明显影响.     

供热管道检查井开挖数值研究

采用ABAQUS有限元软件,建立了供热管道检查井三维模型。通过对拟做基坑开挖方案的数值模拟,得到了基坑开挖过程中侧壁和支护结构的变形和受力情况。研究结果表明:基坑第二和第三层开挖时,土层中间位置的土体变形较大;基坑开挖完成后第二层支护结构混凝土拉压应力均较大,建议适当提高支护结构强度,并加强施工过程中的基坑侧墙土体变形控制。     

非对称荷载作用下装配式可回收支护开挖数值分析

目的研究在非对称荷载作用下装配式可回收支护结构基坑在开挖过程中支护结构的受力变形特性.方法依托郑州市某顶管工程,运用有限元软件ABAQUS模拟非对称荷载条件下装配式可回收支护基坑开挖全过程,分析支护结构的水平位移及受力.结果基坑开挖完成后,非对称荷载侧桩体水平位移及弯矩均不一致,荷载较大侧桩顶位移和桩体上部弯矩更大.随着较大侧荷载的增加,同侧桩体上部的坑内位移量及弯矩值相应增大,冠梁和第1层腰梁在非对称荷载两侧的轴力分布及大小有明显差别.结论 荷载较大侧的支护结构变形较大,受力情况复杂,施工时应重视并密切监测.     

内支撑基坑群开挖相互影响的三维数值分析

通过Z-Soil岩土三维分析软件,以小应变硬化土(hardening soil model with small strain stiffness,HSS)模型为基础,建立地连墙与内支撑联合支护的群体基坑开挖的三维数值模型.对基坑土体的的竖向位移以及地连墙的变形和受力进行了分析,讨论了基坑间距的影响.分析结果表明:临坑的开挖使紧邻的坑间土堤沉降增加约1倍,使群坑周边沉降增加约10%;先开挖的基坑支护结构受力、变形增大,后续开挖的基坑的地连墙顶会向先开挖基坑方向产生整体侧移,基坑间距越近,影响越明显.     

临近基坑开挖引起的隧道变形预测分析

随着城市地下空间开发利用的快速发展,基坑开挖对邻近隧道的影响成为工程中不可忽视的问题。文中分析了基于反向传播神经网络法(BPNN)预测临近基坑开挖引起的隧道变形。首先,基于土体的小应变特性,采用有限元软件(Plaxis 3D)数值模拟计算得到关于隧道变形的完整数据库,基于此数据库训练检测BPNN模型的准确性,并利用此BPNN模型定量分析各输入变量(隧道与支护结构相对水平距离、隧道相对埋深、支护结构的最大位移)对隧道变形的影响。最后,将BPNN预测结果与17个工程案例实测结果进行对比分析,可以看出两者具有很好的一致性,说明BPNN模型能够准确预测基坑开挖引起的隧道变形,为实际工程提供一种简便的预测方法。     

复合土钉支护的软土基坑开挖有限元模拟分析

基于平面应变假设,采用自行编制的有限元程序建立数值计算模型,考察某复合土钉支护工程下的软土基坑开挖变形性状及土钉的受力情况.结果表明,深搅桩-土钉/锚杆支护软土基坑中,锚杆张拉力的作用对基坑水平位移及受力影响较大;复合土钉支护结构并无特别针对坑底土体隆起的加固措施,须采用考虑时空效应的分层分块的开挖模式,以确保坑底隆起...     

深基坑施工过程的三维数值分析

通过一个工程实例,采用Plaxis 8.0软件对基坑开挖过程进行了三维数值分析,得到了边坡土体的水平位移和坡顶地表沉降值的分布规律.将数值计算结果与实测值进行了比较,二者基本吻合.研究表明,Plaxis 8.0软件用于基坑开挖与支护的数值模拟是可行的,能够为工程设计与施工提供正确参考.     

砂与淤泥互层地基中基坑边坡变形特征

以海口市某砂与淤泥互层地基深基坑工程为背景,通过对其施工期间动态监测数据的分析,总结了该深基坑工程的支护结构变形、周边地表沉降变形及水位变化等特征.分析结果表明:支护结构变形主要发生在基坑开挖阶段,最大水平位移位于长边中心处;基坑开挖的影响范围主要集中于0~2 H处(H为基坑开挖深度),最大可延伸至距基坑边缘约为3 H处,产生最大沉降量位置约为支护结构后0.7~0.9 H处;基坑开挖引起的周边水位变化较小,10月份水位变化波动较大,11月后水位比较稳定.     

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.     

既有重力式挡土墙与临近基坑开挖相互影响的研究

为了深入了解临近开挖施工的基坑与附近既有重力式挡土墙之间相互作用所引起的力学行为,利用快速拉格朗日方法(FLAC3D)建立既有重力式挡土墙与临近基坑开挖的实际模型和等效模型,并通过这2个模型的对比数值模拟,分析了既有重力式挡土墙与临近基坑开挖的相互影响.将重力式挡土墙及其背后土体等效为相应荷载进行模拟,其土体变形和支护结构受力与实际模型模拟的结果较为相似.按照等效模型进行基坑支护结构设计是可行的,但同时也要注意分析重力式挡土墙的稳定性.     

紧邻既有结构的深基坑受力变形特性分析

基于考虑土体排水条件的摩尔库伦本构模型,采用有限差分软件FLAC3D建立准三维数值模型,模拟了有无邻近地下结构的基坑开挖过程并进行对比分析,得到了邻近地下结构深基坑的围护结构的受力变形特性.进一步研究了基坑围护结构土压力分布和水平位移与基坑和地下结构间距的关系,揭示了地下结构对邻近基坑围护结构受力变形影响的机理.结果表明,地下结构使坑间土体产生土拱效应而减小邻近基坑围护结构的变形;围护结构最大水平位移随着坑间距减小呈非线性减小;间距的变化会影响坑内外土体的变形受力;既有地下结构与邻近基坑的临界间距为1.5倍开挖深度.     

相邻双基坑开挖相互影响二维性状分析

以某实际相邻双基坑工程为原型,利用PLAXIS建立相邻基坑开挖的二维模型,采用HS土体本构模型,分析相邻基坑同步开挖对土体位移、支护结构变形与内力的影响;考虑不同开挖工序和不同基坑间距,分析相邻基坑开挖的影响范围和基坑支护结构在不同开挖工序下的变形特征.对相邻基坑同步开挖下的支护结构位移进行了实测.结果表明,邻近基坑开挖卸荷对基坑间土体沉降、坑底隆起、坑外地表沉降、支护结构内力与变形等产生明显影响.相邻基坑间距、开挖顺序和支护方式是其主要影响因素.     

不同间距下相邻基坑相互影响数值分析

采用小应变硬化土(HSS)土体本构模型,建立同步开挖间距为1~8倍基坑开挖深度的相邻基坑有限元模型.考虑固渗耦合,分析不同基坑间距对坑间土堤沉降、支护桩弯矩和位移的影响.分析结果表明:相邻基坑间距小于等于4倍基坑开挖深度时,相互影响较强,需考虑相邻基坑施工引起的共同沉降,可采用有限土压力理论来对支护结构进行受力变形分析,减小桩径和配筋;间距大于4倍基坑开挖深度时,相互影响较弱,坑间土堤变形接近独立基坑,对支护结构的内力及变形影响也较小.     

深基坑桩锚支护位移及内力数值模拟分析

利用FLAC3D数值模拟软件,按照实际施工工序模拟基坑开挖支护全过程,得到了桩锚支护结构以及基坑外土体沉降和基坑侧壁水平位移随基坑开挖的变形规律:随基坑开挖深度的增加,基坑外土体沉降逐渐增大,变化曲线呈"勺状"分布;基坑顶和基坑侧壁水平位移随开挖深度增加均逐渐增大且都在开挖至基坑底时位移最大;桩身弯矩最大值处基本出现在基坑开挖深度1.5 m以上的位置,最大负弯矩值为76.7;锚索轴力最大位置出现在锚索的端头处,且从端头位置向端尾位置逐渐减小,而第1排至第3排锚索最大值逐渐增大,说明支护结构中第2、3排锚索起主要作用,验证了深基坑桩锚支护的可行性。     

复合土钉墙支护基坑颗粒流数值模拟研究

利用基于离散元理论的颗粒流软件PFC3d建立基坑开挖土钉支护的三维颗粒流模型,通过分析有复合土钉墙支护基坑和无复合土钉墙支护基坑数值模型的位移场和应力场,研究复合土钉支护基坑开挖过程的规律和土钉支护的机理。由于复合土钉的作用,复合土钉墙支护基坑和无复合土钉支护基坑在变形程度和变形模式等方面存在较大差异。复合土钉墙支护基坑挡墙变形较小,出现“两头小、中间大”的大肚状变形模式,坑底隆起量和墙后土体沉降量相对于无土钉墙支护基坑均较小。利用土拱效应来分析复合土钉支护机理,认为土钉支护作用不仅仅是土钉和土体之间相互拉拔作用,土拱效应才是复合土钉墙支护作用机理的关键。细观机理研究和颗粒流数值模拟为复合土钉墙支护基坑的机理研究提供新的思路和方法。     

淤泥质软土基坑搅拌桩与土钉复合支护结构受力与变形特性研究

基坑支护对于结构的受力和位移的控制问题一直在设计施工过程中占据重要地位，尤其在软土地质条件下，因为软土自身具有较差的稳定性以及具有流变性等特性。本文针对淤泥质地质土层基坑的开挖支护结构问题，探讨了搅拌桩复合土钉支护体系在淤泥质地质土层的应用；使用FLAC3D的有限差分程序，结合正交试验方法来探讨影响基坑变形与稳定性的不同因素，同时基于某在淤泥质土地质条件下的基坑施工现场的实际监测结果，深入分析这一支护结构的敏感程度、变形特点与稳定特性，从而来探讨不同干扰因素取值条件下基坑在特定支护情形下的受力特点、变形规律、以及稳定特性。结果表明，搅拌桩和土钉复合支护对基坑以外支护影响较小，且搅拌桩和土钉复合支护轴力呈现两头大，中心小趋势，土钉倾角为30°支护效果最佳。该种支护体系施工工艺简单，并且技术操作相对简单、造价低，具有较高的实践应用价值。     

一种新的深基坑支护结构建筑施工设计

深大基坑开挖施工过程中,围护结构的内力与变形分布研究是保障基坑和支护结构稳定性的重要措施之一.以某城市房屋深基坑为工程依托,对其在开挖过程中的监测数据进行了分析,并采用ANSYS软件建立了基坑开挖过程的有限元模型,通过将模拟计算数据与监测数据进行对比分析,得到基坑支护结构位移和内力的变化规律.结果表明,监测结果与模拟结果基本一致,该基坑支护结构设计合理.     

地铁车站深基坑支护体系的数值模拟分析

在基坑的开挖过程中,支护结构的受力和位移是不断发生变化的。以长沙湘江橘子洲地铁车站深基坑开挖为例,运用三维有限元软件Midas-GTS对基坑的开挖过程进行了建模分析,得出了基坑开挖过程中支护结构的受力和位移情况,通过与实际监测数对比表明,这种三维数值计算方法能够反映施工中的真实情况,对实际工程有一定的指导意义。     

粉土基坑柔性支护结构变形特征

为了解装配式可回收支护结构在粉土地区基坑开挖过程中的变形特征,以郑州市牛口峪引黄工程干线管道工程工作井基坑为背景,运用ABAQUS有限元软件分别建立了粉土环境下摩尔库伦土体和修正剑桥土体的装配式可回收支护结构基坑模型.通过比较分析模型的差异并结合模拟数据与理论计算以及实测数据的对比,对该类型结构支护效果作了定量的描述.结果 表明:研究开发的采用修正剑桥土体的装配式可回收支护结构模型能较为真实地反映结构受力及变形特性,桩体水平位移最大值仅为3 mm,较传统支护水平位移更小;基坑基底最大隆起量仅为12 mm.可见装配式可回收支护结构整体变形较小,结构稳定性较高,可以作为指导粉土地区同类型基坑工程施工的重要参考.