高水压条件下盾构隧道开挖面极限上限法研究

基于极限分析上限法,首次推导了高水压下维持均质土隧道开挖面稳定的最小支护压力解析解公式.并利用土层厚度加权平均法,对多层土体参数和水压力进行了简化分析,从而可将上述解析解公式应用于多层土越江隧道开挖面稳定性评价中,可为越江盾构隧道推进工程中估计前方支护压力的参考.最后,结合上海长江隧道和南京长江隧道实例,利用推导的解析解公式对越江隧道开挖面极限支护压力进行了计算,并将计算结果与前人研究和工程实际进行了对比分析.     

深基坑支护结构的计算及设计

对深基坑支护计算中几种常用的土压力理论的特点及计算方法进行了分析。推导出考虑包括实际土层作用的支持结构的计算公式。并以共程实例作多种支护设计方案的比较。     

计算机模拟计算作用在巷道支护上的围岩压力分布规律

本文利用有限元分析计算巷道支护各点的应力,并利用优化方法向实测应力逼近,从而反推算出作用在巷道支护上的围岩压力分布规律.应用先进的有限元SAP_5分析程序和Hook-Jeeves优化方法,对计算巷道围岩的压力分布进行了新的探讨.     

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.     

深基坑桩锚支护土压力计算及结构优化探讨

比较了库仑、朗肯土压力理论计算公式的优缺点，提出了改进的土压力计算方法。采用两种单层柱锚支护结构计算模型，比较了不同计算模型对支护结构优化计算的效果。讨论了支护位置对桩身最大弯矩的影响，并通过工程实例进行计算比较，验证了优化效果。     

基坑支护方案选择及桩墙侧土压力计算

本文主要介绍了国内高层建筑深基坑工程常用的支护方案 ,提出了合理选择支护方案的建议 ;并对基坑支护桩墙侧土压力计算模式及实际土压力计算中应考虑的一些因素进行了具体分析     

浅谈深基坑支护结构设计计算

对深基坑支护结构的计算理论和计算方法进行了较全面的分析，并对经典土压力理论和实用设计计算的方法展开了讨论与研究。     

考虑渗流作用的非止水支护土压力计算

为了得出渗流作用下基坑中采用非止水支护结构土压力计算新方法,采用理论分析侧向圆弧渗流对土压力的影响,得到土压力的渗流等效系数,并采用算例结果分析的方法对土压力进行验证。研究结论表明,对于现行设计规范的土压力计算中没有考虑渗流的作用而又相似的基坑工程提供了可参考的土压力计算,并有助于新土压力计算理论的形成。     

深基坑桩锚支护的设计要点

桩锚支护体系是深基坑支护体系最常用的形式之一，其土压力分布按库伦(或朗肯)理论确定，护壁桩采用等值梁法进行计算，介绍了桩锚支护体系的设计要点，包括土压力的计算、悬臂桩的计算、单层锚杆护壁桩的计算、多层锚杆护壁桩的计算等内容。     

基于协调变形的桩锚与土钉联合支护结构的设计计算

在桩锚与土钉联合支护结构的设计计算问题中,首先就要分析联合支护中桩锚结构和土钉结构所能承担的土压力.由于锚杆和土钉作用力的发挥依赖于基坑侧壁变形,因此研究桩锚与土钉联合支护结构中土压力的分配问题应考虑基坑开挖过程中侧移的发展进程,按协调变形来计算桩锚与土钉各自承担的土压力.通过对工程实例中基坑边壁侧移的计算,并与监测结果进行对比,验证了基于协调变形的联合支护结构的设计计算方法的合理性和工程适用性.     

软弱粘土的深基坑土压力计算模式——变形土压力计算模式

通过理论分析，提出了软弱粘土深基坑桩锚支护体系的变形土压力计算模式.实例分析结果表明，采用变形土压力计算模式更具有合理性.     

考虑变形的土压力有限元计算及参数分析

在分析土压力随变形发展规律的基础上,给出了一种新的考虑位移影响的土压力计算模型.用Matlab编制了排桩支护结构中单桩的计算程序,对典型算例进行了计算分析,并对影响基坑变形的各模型参数进行了分析讨论,得出了各参数对变形的影响变化规律.     

浅埋泥水盾构隧道开挖面被动失稳分析

基于杭州沿江运河隧道工程,采用有限差分数值软件FLAC~(3D)对开挖面被动失稳进行研究。根据数值分析中失稳模式提出局部被动失稳二维机动场模型并采用上限分析法推导开挖面极限支护压力。对运河隧道工程进行支护压力上限解分析。研究结果表明:支护压力过大会引起开挖面局部被动失稳,开挖面局部失稳区域底部至隧道拱顶距离与隧道直径的比值主要受覆土厚度的影响,土体摩擦角变化对其影响较小。被动失稳引起开挖面前方地表1.5倍开挖直径范围内隆起。支护压力上限解分析结果与数值计算结果吻合良好,该研究为盾构隧道施工中支护压力上限值确定提供了合理理论依据。     

双排支护桩在基坑支护中的应用研究

结合具体工程实例,从力学的角度分析了双排桩支护系统的特性,其中考虑了土压力空间效益以及双排桩中冠梁的约束作用。对计算结果和实测进行了对比分析,结果表明该计算方法能得到比较有效的结果,同时,也证明了矩形双排桩深基坑支护系统的优越性。     

考虑尺寸效应的小尺寸深基坑土压力与变形计算分析

基坑侧壁土压力分布是深基坑支护设计的主要依据,对于进行支护结构设计具有重要的指导作用。本文主要考虑尺寸效应对基坑土压力与变形的影响,建立小尺寸深基坑主动土压力计算模型。通过假定滑裂面并采用极限平衡理论进行土压力计算。然后,借助PLAXIS 3D有限元软件建立不同平面尺寸与深度的基坑三维有限元模型,进行基坑侧壁土压力与变形计算。根据计算结果得出不同平面尺寸的基坑土压力与水平侧移变化规律。并将有限元计算结果与朗肯主动土压力理论计算结果进行对比。受尺寸效应影响,小尺寸深基坑的土压力减小,剪切破裂角不再是定值45°+φ/2。研究结果将丰富小尺寸深基坑土压力计算理论,为此类基坑的支护设计提供参考。     

基于开挖面实际破坏模式的盾构隧道稳定性分析模型

基于开挖面实际破坏模式,考虑分层土体的差异性和土体拱效应,对太沙基松动土压力计算公式进行修正,提出了一种新型楔形体计算模型,并由此算出开挖面的临界支护压力.结果表明：上覆土压力影响临界支护压力的取值,且随着隧道埋深的增加,其影响程度急剧增大;所得开挖面的临界支护压力的大小与楔形体张开角α及其倾角θ密切相关,当α=90°－θ时,可以确定所对应的临界支护压力值.同时,通过工程实例,验证了所提出的新型楔形体计算模型及临界支护压力确定方法的可靠性.     

邓肯-张模型应用于基坑工程中值得注意的问题

指出邓肯-张模型应用于基坑开挖和支护工程中值得注意的若干问题.针对一算例采用实体单元和结构单元相耦合的有限元法进行了数值模拟分析,分析过程中分别采用了现行单应力和双应力状态变量的加卸载准则.结果表明,由于二者加卸载判断上的差异,计算所得围护墙的位移和弯矩相差较大.数值模拟还揭示,作用在围护墙上的土压力是随基坑开挖和支护工况的变化而变化的,常可能大于主动土压力,因而支护结构的实际内力可能大于传统的按主动土压力作用所计算的内力,以致可能引起支护结构的强度破坏.     

盾构隧道开挖面对数螺旋破坏模式研究

利用水土压力统一计算理论,将盾构隧道开挖面涉及的水土压力分算参数和合算参数转变为统一参数,该方法可应用于土层为砂土和黏土的情况,特别适用于土层为黏质粉土及粉质黏土的情况.基于上述计算的统一参数和极限分析上限法,推导了考虑水压影响的开挖面对数螺旋破坏模式的极限支护压力解析解公式;并利用土层厚度加权平均法,对多层土体参数和水压力进行了简化分析,从而可将上述解析解公式应用于多层土盾构隧道开挖面稳定性评价中.结合上海长江隧道实例,利用推导的解析解公式对盾构隧道开挖面极限支护压力进行了计算,并将计算结果与前人研究进行了对比分析.结果表明:所建立的开挖面对数螺旋破坏模式可应用于盾构隧道开挖面稳定性评价中.     

大直径矩形顶管开挖面极限支护力计算方法

为进一步研究大直径矩形顶管开挖面稳定性,通过建立实际工程地质数值模型,对大直径矩形顶管发生主动极限破坏时开挖面前方土体的破坏区域进行简化;基于破坏模式,改进现有的楔形体计算模型,推导矩形截面主动极限支护压力的计算方法;将该方法得到的极限支护力值与实际工程计算结果进行对比验证合理性,继而进行影响因素敏感性分析。结果表明：提出的梯形楔形体计算模型与数值模拟结果相近,且优于等效截面计算结果,可见本项研究能够为大直径矩形顶管在土层中顶进时的确定合理的支护压力提供依据。     

考虑变形影响的基坑动态支护设计

基坑支护设计中,设计人员面临的最大问题就是土压力的计算,不同的设计规范之间对于土压力的计算有较大的差异造成设计结构不够准确、统一。而且,由于土压力受很多因素的影响其大小并不是一成不变的,对基坑支护的安全形成重大的隐患。本文针对土钉支护的基坑,考虑了基坑开挖过程中的基坑位移及土钉支护结构的变形量对土压力造成的影响,重新定义考虑基坑水平位移及支护结构变形的土压力的计算及分布形式并结合了实际的工程验证了其在工程上的适用性。