基于有限差分法的某深基坑支护开挖过程模拟

本文基于有限差分法采用Flac3D软件对某深基坑预应力锚杆柔性支护法的开挖过程进行了数值模拟,介绍了该工程计算模型及其土层物理力学参数、预应力锚杆长度等参数的选取,阐述了锚杆预应力的具体施加方法及模拟施工过程的详细步骤,研究了基坑侧壁水平位移、基坑地表沉降、坑底隆起量、预应力锚杆内力等随基坑开挖深度变化的规律。结果表明预应力锚杆柔性支护法对控制基坑开挖变形有良好的效果,基坑的水平位移呈曲线分布,水平位移最大值发生在基坑顶面,随深度的增加而逐渐减小,基坑地表沉降的范围不大且数值很小。     

兰州市某地铁车站深基坑开挖支护三维有限元分析

以兰州市地铁1号线一期工程五里铺车站深基坑工程为背景,采用非线性有限元软件Midas GTS对地铁车站深基坑开挖过程进行仿真模拟,研究施工过程中"钻孔灌注桩+内支撑"围护结构的内力及变形、周围土体的沉降规律及范围,桩后土体的水平位移等随基坑开挖深度的变化规律.通过施设不同位置钢支撑对基坑变形的影响和原方案进行对比分析,得出原方案在控制变形等方面有较好的效果,且桩体最大水平位移减小0.36mm.     

基坑监测在深基坑工程中的应用

随着地下空间在土建工程中的利用程度越来越高,基坑工程蓬勃发展,主要体现在基坑工程规模更大、组合使用的支护方式更多等.同时,由于周边开挖环境复杂,基坑开挖对周边建筑、管线道路的影响也较为严重,这就要求施工人员采取更多的措施来提高基坑施工的安全性.其中,基坑监测是一种保证基坑安全最实用也是最有效的措施. 一、基坑监测的发展历程 城市空间利用率不断提高、高层建筑大量建设促使了深基坑工程的发展,基坑监测是伴随着深基坑工程不断壮大的发展而来.20世纪前期城市高层建筑开始涌现,基坑开挖深度和面积不断增大,同时机械仪器也更加准确实用,人们开始把监测运用到基坑开挖过程当中.20世纪60年代,奥斯陆和墨西哥地区有软土土质的深基坑运用了监测设备,在施工过程中进行了较为系统的基坑监测,这是较早的基坑开挖运用监测技术进行指导施工的实例.随着经济、技术、科学的发展,20世纪90年代出现了现场监测、数据分析、信息反馈的信息化施工的概念,基坑监测在基坑工程设计、施工中发挥了更重要的作用.     

武汉某地铁车站深基坑开挖支护变形数值模拟研究

【目的】以武汉市唐家墩地铁车站深基坑工程为例，综合考虑场地工程地质、水文地质条件，权衡经济、安全、施工难度、工期等因素的影响，最终采用连续墙加内支撑的方式对该深基坑进行开挖支护。【方法】结合ABAQUS数值模拟软件中的Mohr-Coulomb准则进行三维建模，模拟研究了基坑开挖过程，预测了基坑开挖影响范围内土体的水平位移、垂直位移及支护结构的变形，并与现场监测资料进行了比对。【结果】研究结果表明：开挖初期主动土压力主要由开挖面以下连续墙承担，随着开挖加深和支撑设置，主动土压力在后期主要由开挖面以上连续墙承担。围护结构最大水平位移为30.3 mm，坑外最大沉降量17.5 mm，坑内最大隆起量为19 mm，与现场实测数据一致，从而验证了设计方案的可行性。【结论】基坑开挖支护方式满足一级基坑变形控制要求。模拟结果表明支护设计方案是可行的。     

深基坑开挖对邻近住宅楼的变形影响分析

【目的】深基坑工程中土体的开挖卸荷会导致土体位移变形，可能引起周围建筑物变形，因此有必要对深基坑开挖对邻近宅楼的变形影响进行分析。【方法】本研究以郑州某深基坑工程为例，在采取上部土钉墙、下部桩锚支护的联合支护方式下，使用FLAC3D对基坑的开挖过程进行数值模拟，探究不同工况下基坑开挖对周边土体和邻近建筑物的影响。【结果】研究发现：沉降量随着距基坑边缘距离的增加而减小，最终降低为零；沉降量和围护体的水平位移随着基坑开挖深度的增加而增大；邻近建筑物的沉降随着基坑开挖的加深而增大，随着距基坑边缘距离的增大而减小。【结论】本研究验证了该支护方式的可行性。     

基于应变软化模型的桩锚支护过程稳定性分析

为了研究深基坑在桩锚支护过程中的稳定性变化规律,利用FLAC3D软件对深基坑进行数值模拟,采用应变软化模型对基坑在开挖过程中的支护桩变形、锚索受力、稳定性以及塑性区变化进行计算,结合实测数据进行计算分析,并与Mohr Coulomb模型进行对比.研究结果表明：FLAC3D应变软化模型数值模拟结果与实际监测结果基本吻合,且优于Mohr Coulomb模型,并能较好地反映软岩土体的变形特性;随着基坑开挖的进行,支护桩身最大水平位移点位置随着开挖步的不断增加呈现出逐渐下降趋势;在基坑开挖过程中,锚索锚固力逐渐增大,并沿索体呈现出先增大后减小的变化趋势,且最大值出现在剪切滑动面位置处;开挖过程中,基坑张拉、剪切塑性区域主要集中分布在开挖面及开挖面3～7 m深度内.     

基于应变软化模型的桩锚支护过程稳定性分析

为了研究深基坑在桩锚支护过程中的稳定性变化规律,利用FLAC3D软件对深基坑进行数值模拟,采用应变软化模型对基坑在开挖过程中的支护桩变形、锚索受力、稳定性以及塑性区变化进行计算,结合实测数据进行计算分析,并与Mohr-Coulomb模型进行对比.研究结果表明:FLAC3D应变软化模型数值模拟结果与实际监测结果基本吻合,且优于Mohr-Coulomb模型,并能较好地反映软岩土体的变形特性;随着基坑开挖的进行,支护桩身最大水平位移点位置随着开挖步的不断增加呈现出逐渐下降趋势;在基坑开挖过程中,锚索锚固力逐渐增大,并沿索体呈现出先增大后减小的变化趋势,且最大值出现在剪切滑动面位置处;开挖过程中,基坑张拉、剪切塑性区域主要集中分布在开挖面及开挖面3~7m深度内.     

基于FLAC~(3D)的深基坑土钉墙支护数值模拟

以某小学深基坑工程为例,通过FLAC~(3D)建立了基坑开挖的三维模型,对基坑开挖过程及土钉墙支护进行模拟,分析了水平位移及土钉墙受力特点,水平位移随开挖过程不断增大,沿基坑深度呈"C"型分布,最大位移达18mm;土钉最大应力在靠近坡面位置,混凝土面层弯矩沿深度逐渐增大。研究表明,土钉墙支护方案是可行,能够有效地抑制基坑变形,保证基坑的安全稳定。     

湘潭市某复合土钉墙基坑支护设计及监测分析

为研究湘潭地区复合土钉墙基坑变形规律及其对周边环境的影响,根据湘潭市某基坑工程制定相应的监测方案并进行了现场监测,分析了现场监测数据,总结出复合土钉墙基坑支护结构的变形规律及对周边环境的影响,为工程后续施工提供安全保障,也为其他类似工程提供有益的参考.结果表明,基坑开挖采取多种复合土钉墙结合的支护形式,能够有效应对基坑周边复杂环境,通过监测掌握支护结构受力变形的即时信息,在设计和施工中灵活改变复合土钉墙布置及组合形式,使基坑支护更加科学、合理、经济.     

排桩支护深基坑的光弹实验模拟分析

基于光弹材料受力产生光学条纹原理,借助散体介质双轴加载双向流动光弹实验装置,模拟基坑开挖,并研究开挖过程中力链网络结构及其演化特征。实验结果表明:光弹实验结果与规范中的相关要求一致,从而证明了光弹实验方法对基坑开挖的离散元模拟是有效的;采用排桩对基坑周边松散土体进行支护时,距离基坑边缘24cm(相当于1倍基坑深度位置)处力链的变化最为强烈。     

深基坑变形报警方法研究

深基坑开挖导致基坑周围土体的水平位移和竖向位移,可能会致使周边建筑出现裂缝,严重的会导致周边建筑失稳,所以在基坑的施工过程中需要密切关注基坑的变形情况。本文提出一种深基坑变形报警方法,建立基坑变形控制指标体系,基于该指标体系设置报警级别并进行报警。指标体系由基坑的累计变形量、变形速率及变形加速度这三项变形控制关键指标组成,所述累计变形量和变形速率具有对应的第一报警值、第二报警值和第三报警值,所述变形加速度具有对应的第四报警值。该报警方法可以及时准确地评价基坑的安全状态,提高基坑施工的安全度。     

岩溶地区隧道施工时空效应的数值分析

结合贵州双龙航空港经济区外环北路2号隧道开挖的工程实例,利用图表研究工具和理论分析的研究思想对岩溶地区隧道开挖对地层造成的影响进行了数值分析研究。运用图表对数法对地表位移积累平均值、洞内变形积累平均值和拱顶变形积累平均值变化的规律进行预测。研究得到岩溶地区隧道开挖引起地层沉降随时间缓慢增长的时长是非岩溶地区的1倍左右。结合施工量测数据,采取极限速率法,对地表位移变形积累平均值和洞内变形位移积累平均值变化的规律进行预测,30 d内地表变形位移积累平均值预测值为6.818 mm,洞内变形位移积累平均值为4.712 mm。研究结果对指导岩溶地区隧道施工,监测并控制隧道周边地表沉降及隧道整体变形有实际参考价值。     

地铁深基坑工程支护结构优化设计

以天津某地铁深基坑支护工程为例,对该深基坑支护结构设计进行优化,并从支护结构受力、基坑变形以及施工效果等方面对比地连墙与钻孔灌注桩两种围护墙+内支撑方案,从而选出最优方案,以期为其他地区的地铁深基坑工程支护结构优化提供参考。     

便携式掺假山茶油近红外光谱分析检测仪设计

<正>为安全开挖深度大于5m的基坑,稳定坑壁所采取的措施,称为深基坑支护。深基坑支护是地下工程施工必不可缺的组成部分。深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定性,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周边的建筑物、构筑物、管线、道路等的安全。随着施工技术的不断提高,深基坑支护的结构日益完善,现常用的技术手段有地下连续墙、排桩支护、重力式挡土结构、喷锚支护结构和组合式支护结构等形式。现以某大厦建设工程为例,某大厦设计0.000为32.15m,基坑开挖深度为-9.50m,场地呈矩形,长约76m,宽约60m,基坑周长约272m。大厦主体为一幢高层建筑,总建筑面积约81000㎡,地下二层地下室。某大厦的东侧与在建的商务中心基坑相连,北临xx大街,西临xx路,南侧为建筑空地。     

深基坑桩锚与土钉墙联合支护结构的变形监测分析

通过对郑州楷林大厦深基坑桩锚与土钉墙联合支护结构的水平位移及周边建筑物的沉降进行监测和分析,探讨了基坑开挖与施工不同阶段围护结构的位移和周边建筑的沉降规律,总结出影响基坑位移和周围建筑物沉降的因素,由此得出一些有益于指导基坑设计和施工的结论：（1）支护结构产生的水平位移主要出现在土方开挖和基坑支护阶段,基底垫层浇筑完毕后,位移速率减缓,在进行地下室主体施工时位移趋于稳定;（2）基坑开挖后,围护结构的变形大小与基坑周边的土体处于临空状态的时间以及土方开挖的速度有很大的关系,临空时间长,结构变形大;（3）周边建筑物的沉降与基坑的水平位移并不同步,一般滞后10d左右．     

悬臂式围护桩仿真分析研究

采用Midas/GTS仿真分析软件对黄土地区基坑支护进行三维数值模拟,结合实际工程特点,较为真实地得出了悬臂桩支护对桩周土体的影响,得到了开挖各阶段的土体变形曲线、桩身弯矩曲线,分析其原因、特点及规律,并对极可能出现的滑移趋势做出了分析。悬臂式支护结构主要依靠嵌入坑底土内的深度与结构的抗弯能力来维持基坑壁的稳定与结构的安全。所以对于悬臂式支护结构来说,嵌入土内的深度非常重要。因为悬臂式支护结构上端的水平位移往往是开挖深度的五次方函数,故它对开挖深度非常敏感,很容易产生大的变形,所以通常只适用于土质较好以及开挖深度较浅的基坑工程。     

预应力锚索咬合桩深基坑支护三维数值模拟分析

以天水成纪新城地下净水厂预应力锚索咬合桩基坑支护工程为背景,采用有限元方法对其施工过程进行了三维数值模拟分析。通过对模拟结果和现场监测数据的对比分析可知,在数值模拟中可以依据等效刚度原则将咬合桩加组合型钢腰梁共同受力围护体系用地下连续墙替代。分别设置与实际情况相符的有超挖工况和正常施工的无超挖工况进行对比,分析了超挖对围护结构侧移、基坑变形及锚索拉力变化带来的不利影响。结果表明:有限元数值模拟软件可以对预应力锚索咬合桩基坑进行开挖支护分析,对该围护型式下的基坑设计和施工具有一定的参考价值。     

地铁车站地下连续墙施工变形监测与结果分析

通过对某城市轨道交通地铁车站地下连续墙监测结果进行分析,研究了地下连续墙在各个深度监测点的变化规律,以及基坑周围荷载对地下连续墙的影响。结果表明,连续墙位移随开挖深度的增加而增加,变化速率最大处位于开挖面附近,累计最大变形位于基坑中部附近;未支撑部分暴露时间和土方开挖量以及基坑周围的荷载大小对地下连续墙的变形有很大影响。     

城市地铁开挖对地下管线的安全性影响分析

以地铁基坑紧邻的地下管线为研究对象,依据基坑开挖过程中对地下管线的监测数据,分析基坑开挖过程中产生的沉降对地下管线安全方面的造成影响,分析结果表明:地下管线的测点发生较大沉降时一般是在基坑开挖期间,及时架设支撑、浇筑底板时,管线沉降变形速率减缓;虽多个测点的最大累积变形值已经达到或超过累计变形控制值(30mm),相邻测点的相对变形值在规范控制值范围以内,属于均匀沉降变形,管线是安全的;当最后3个月内管线沉降变形速率小于0.01~0.04mm/d时,可认为是进入稳定阶段,变形已经趋于稳定。     

泉太隧道围岩破碎带施工方法可行性研究

以泉太隧道为依托工程,通过Midas/GTS数值模拟软件对围岩破碎带处采用台阶法和CD法2种开挖方法进行三维数值模拟,并与现场监测数据进行了对比分析。研究结果表明:在采用台阶法或CD法开挖时,均表现为在隧道拱脚、拱腰部位围岩应力集中、水平位移最大,拱顶和仰拱处竖直位移最大。相比于台阶法,CD法开挖条件下围岩应力、衬砌受力、围岩变形更小,但2种开挖方法均能满足隧道受力及变形要求。综合考虑施工难度、施工成本、施工工期等因素,可优先采用台阶法进行开挖,若实际开挖过程中发现隧道变形过大时,应及时换用CD法开挖。现场监测的水平收敛位移和拱顶沉降变化规律与数值模拟结果趋势相同,但变形稍大于模拟值,在施工过程中应加强监测。