深基坑开挖对周边地表沉降变形的影响

为有效控制基坑周边地表的沉降变形,应用弹塑性大变形理论与有限差分理论,对哈尔滨地区桩-锚支护形式下深基坑开挖引起的周边地表沉降进行了数值模拟,分析了开挖深度、锚杆层数、建筑物距离对基坑周边地表沉降变形的影响规律及基坑周边地表沉降变形的量化范围。结果表明,基坑周边地表的沉降量与沉降范围随锚杆层数的增加而减小;建筑物的存在不仅增大了地表的沉降量,而且使基坑周围地表的最大沉降区向基坑方向移动;当建筑物与基坑的距离小于1.0倍基坑设计开挖深度时,建筑物距离对地表沉降变形的影响较明显;基坑开挖对周边地表的影响范围基本在与基坑边缘相距1.5倍基坑设计开挖深度范围之内。     

地铁深基坑开挖对周围地表沉降的影响

为研究基坑在开挖期间引起的地表以及地表上建筑沉降的规律,在理论分析的基础上,结合沈阳柳条湖站基坑现场监测数据,提出了地表沉降数值计算模型,并对计算模型中的参数进行了分析.研究结果表明:考虑支护结构侧移影响下建立起来的数值计算模型具有一定的合理性,能够很好地预测基坑周围地表的沉降趋势;基坑沉降计算模型的建立实现了定量地分析地表沉降问题,能够准确计算基坑周围不同距离地表的沉降值.研究初步建立计算地表沉降的模型,有助于完善沈阳地区地铁车站设计施工过程中地表沉降分析和预测的理论.     

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.     

深基坑施工过程仿真及地表沉降量验证

为掌握深基坑施工引起地表沉降规律,确保深基坑工程质量和安全稳定性,以大连地铁某车站为研究背景,基于FLAC3D仿真技术构建车站深基坑土岩体摩尔-库仑弹塑性模型,对其土岩体变形和支护结构受力状况进行模拟分析,并结合现场实测数据进行对比检验,利用MATLAB绘制地表沉降对比分析曲线,从而找出地铁车站深基坑开挖过程中地表沉降量变化趋势.研究结果表明:由于基坑周围土体及地下岩层应力的影响,随着深基坑开挖工程推进到中期,地表沉降梯度增大.该研究成果可为合理预测地铁车站深基坑开挖过程中的地表沉降风险值,有效预防基坑施工事故提供技术支持.     

高填土基坑降水开挖对周边环境的影响性分析

为了分析高填土基坑降水开挖对周围环境的影响及基坑稳定性,笔者以实际工程为例,对该基坑的地下水位、深层水平位移、地表沉降值、锚索轴力和桩顶水平位移进行了监测.监测分析表明,在施工过程中,基坑周边地下水位的变化大且变化不均匀,部分已超过了预警值;随着开挖深度的增加,深层水平位移随深度的变化曲线由线性逐渐向"弓"形分布转变,最后深层水平位移最大值位于地表以下一定深度;在施工过程中地表沉降可分为急剧增长和平稳增长两个阶段,地表沉降主要发生在基坑开挖期;桩顶水平位移和锚索拉力均随开挖深度的增加而增大,当基坑开挖至设计标高时达到最大并趋于稳定,测试值均小于预警值,满足要求.     

相邻桩锚基坑开挖变形相互影响数值分析

以两个相邻桩锚支护的基坑工程为实例,基于小应变硬化土(HSS)模型,通过Z-Soil岩土有限元分析软件建立数值计算模型,分析相邻基坑开挖对基坑变形的影响.分析结果表明:相邻桩锚基坑开挖明显减小排桩桩顶水平位移、排桩深层水平位移、坑间土体深层水平位移和坡顶水平位移,对于桩顶水平位移的影响最为显著;相邻桩锚基坑开挖也增大坑间地表沉降,产生的沉降接近两个单坑引起的沉降叠加,最大沉降位置出现在两基坑的正中央;相邻桩锚基坑的支护设计宜考虑相邻基坑开挖的影响,宜以变形不超过单坑开挖产生的水平位移为控制基准.     

西安地铁某车站深基坑开挖变形特性分析

为了确保基坑开挖中周边环境的安全,以西安地铁某车站深基坑开挖为例,运用ABAQUS软件建立三维模型模拟开挖对周边地表沉降和围护结构变形的影响,重点研究开挖中周边地表的沉降分布规律和围护结构变形的规律,并与现场实际监测数据进行对比分析。结果表明：地表沉降的实测值比模拟计算值大,但变化趋势基本一致;在基坑开挖过程中,地表最大沉降位置距离基坑边缘约11 m处,最大值为3.298 mm;围护结构水平变形沿开挖深度的变化曲线呈抛物线形,最大水平位移位于基坑最大开挖深度的 1/2 处,最大水平位移为11.05 mm,距基坑长边边缘0~25 m及短边边边缘0~22 m范围内的地表沉降最大,施工监测中应重点关注。     

软土基坑周围地表沉降估算

随着地下空间开发利用规模的加大,基坑工程的数量越来越多,基坑工程问题也越来越多,因此在软土地区由基坑开挖引起的地表沉降越来越受到人们的重视.本文通过上海地区基坑工程实例,在分析总结基坑周围地表沉降变形计算方法的基础上,采用Peck法按指数曲线拟合得出基坑周围地表沉降变形,同时将支护结构变形诱发的地表沉降与实测沉降进行比较.结果表明,该法对基坑周围地表沉降的预测和周围环境的损害预防具有一定的实用性和可靠性,对以后的工程有一定的借鉴意义.     

基坑开挖引起地表变形的原因分析

随着城市高层建筑的建设,基坑开挖对周边环境的影响越来越受到人们的重视。本文就基坑开挖引起的地表变形的原因进行了分析,并提出了减小地表沉降变形的措施,供基坑开挖工程参考。     

设计参数对逆作法基坑及周围环境的影响

通过使用Midas有限元软件建立模型,通过改变设计参数,对基坑及周围环境的影响规律进行探究,研究设计参数改变对基坑及周围环境造成的影响.结果表明:逆作法基坑施工过程中,基坑周边地表沉降曲线的形状为凹陷形,最大沉降位置大约在基坑边外0.57倍基坑深度处,2倍基坑深度为基坑开挖对于周围地表影响的主要范围.当存在既有建筑时,浅基础周围地表最大沉降相较于无建筑时增大0.5倍,临近桩基础周围地表最大沉降增大37.9%;围护结构刚度在一定范围内增大可以有效减少变形,并且选择合理的一次开挖深度可以使得基坑开挖对周围环境产生的影响有效减小.     

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.     

基于单元安全系数法的浅埋隧道三台阶法开挖进尺优化

为进一步研究浅埋隧道三台阶法开挖进尺问题,以鹅岭隧道为工程背景,采用FLAC3D有限差分法数值模拟软件建立了隧道三维稳定性分析模型,模拟了4种开挖方案,并引入单元安全系数法,计算了隧道围岩各区域的安全系数,分析了隧道围岩潜在的破坏形式,确定了三台阶法合理的开挖参数。通过对比分析围岩的安全系数、位移、应力、塑性区可得,上台阶开挖长度越长,中、下台阶开挖以及前方土体对隧道工作面的挤压越小,越有利于隧道开挖面的稳定性;而台阶越长,支护间隔越长,支护效果就越差,安全系数就越小,隧道围岩的失稳风险就越大。在施工过程中,隧道最危险的部位为拱脚与拱底处,建议采取方案一进行开挖,各台阶之间为不同步开挖,且预留核心土,上台阶开挖长度宜为5~10 m,开挖进尺宜为0.5~0.6 m。     

基于离散单元法的基坑涌水量数值模拟

依托某市拟建高层建筑物基坑工程,分析了场地的水文地质特征,建构了概化的场地水文地质结构模型.基于离散单元法对基坑进行了涌水量的数值模拟,并将计算结果与基坑涌水量实测结果进行了对比.研究结果表明,两者吻合较好.说明建立的岩体结构面二维网络模型能较真实地反映地质体特征,可用来进行裂隙水流的基坑涌水量计算.     

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.     

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。     

基于adina的土钉支护有限元数值模拟

建立土钉支护的非线性有限元模型,土体本构采用Mohr-Coulomb模型,土钉之间采用Goodman单元模拟,能够模拟基坑的开挖与支护的施工过程。对某一具体基坑工程进行了模拟计算,取得了较满意的结果。     

Application of FEM Analysis to Braced Excavation

It is becoming possible to do detailed numerical analyses for the various mechanical behavior of braced excavation by researching and developing the numerical analysis technique such as the finite element method (FEM). However, the mechanical behavior of braced excavation has not been clarified fully both in theory and in experience. Therefore, improving the prediction accuracy during the prior design is very important for making the observational method of braced excavation more effective. In this paper, FEM analyses were performed for a model of braced excavation by using Geotechnical Finite Element Elasto-plastic Analysis Software, GeoFEAS (2D). As the constitutive law of ground, MC-DP model, and Duncan-Chang model were applied. The results were compared and discussed with that of a site measurement, and the effects of the constitutive law of ground on the analyzed result were verified. For the difference between the results, the reason was investigated by the analyses adjusting the elastic modulus of ground, and the appropriate application of the constitutive law was researched.     

考虑尺寸效应的狭窄型基坑稳定性分析

工程实践和研究表明,按传统基坑理论设计的狭窄基坑偏保守,造成较大的工程浪费。从基坑的尺寸效应入手,借助ABAQUS有限元软件,建立半无限空间弹性体和无限空间弹性体的支护结构模型,模拟桩撑围护结构在不同基坑开挖深度H、支护桩嵌入深度D、基坑宽度B组合情况下的力学特性;根据抗倾覆稳定理论和圆弧滑移理论,深入分析了H、D及B与基坑稳定性的内在关联;在实际工况下,基于两侧围护结构对坑底土体的约束作用确定基坑临界宽度,并据此将基坑分类,界定了现有规范在基坑设计中的适用性。研究成果可用于指导狭窄基坑的支护设计及施工,将产生较好的工程效益和社会效益。     

上海世博500kV地下变基坑降水流固耦合分析

以上海500 kV世博地下输变电站为工程背景,以Biot固结理论为基础,采用数值方法对深基坑降水开挖过程进行了流固耦合分析.模拟抽水试验,并采用位移和孔压反分析法确定土层计算参数.建立流固耦合分析模型,分别采用稳态分析法和生死单元法模拟基坑的降水和开挖过程,同时求解出渗流场和位移场的变化.通过计算值与实测值的比较,证明了流固耦合方法分析基坑降水的正确性和可行性.     

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.