基坑开挖扰动变形特征及控制效果模拟分析

坑中坑的开挖对于基坑的稳定性有诸多方面的影响,内坑的开挖会造成土体回弹,引起基坑土体抗力的损失,降低基坑的整体稳定性。运用FLAC^3D对合肥恒大中心C地块坑中坑式基坑进行了开挖与支护模拟,计算采用摩尔-库伦本构模型,通过模拟计算得出了基坑应力、桩基应力、桩锚应力,验证了基坑中外坑和内坑最易失稳破坏区域,并对利用负泊松比(negative Poisson’s ratio, NPR)锚索对该类基坑进行加密支护的控制效果进行了评价。通过施加位移监测得到了不同开挖阶段基坑地表位移、坑中坑底部位移、以及坑中坑周围土体位移,确定了基坑极易发生破坏的区域以及滑动面位置,建立了坑中坑物理模型,并验证了数值模拟的正确性,研究结论可为类似工程条件基坑的开挖及加固提供理论支撑和实践基础。     

基于有限元分析地下水对开挖基坑稳定性的影响

为研究基坑开挖过程中地下水渗流对基坑侧壁的稳定性变化,采用G-slope岩土工程计算软件,对某基坑开挖过程中的地下水渗流状态、基坑底部隆起位移以及基坑侧壁整体稳定性进行了数值模拟分析。分析结果表明:基坑开挖会影响地下水渗流状态,地下水位等势线向基坑开挖方向倾斜,饱和区等势线保持平行,非饱和区水位等势线变化较慢;在基坑开挖过程中伴随着坑底土体的隆起;坑壁整体稳定性随基坑开挖深度的增加而减小,当开挖至第四步时坑壁处于失稳状态。研究成果对存在地下水的基坑开挖具有一定的借鉴意义。     

深基坑稳定性与支护效果评价的有限元分析

本文以某地铁基坑工程为例,利用有限元数值模拟手段对基坑的稳定性、基坑周边地表沉降量、基坑坑壁及坑底位移进行了预测和分析,认为对于土质基坑开挖深度不超过5m时,利用抛物线函数预测法可以取得比较好的结果。而对于基坑开挖深度超过5m的基坑利用正态分布函数预测法可以取得比较好的结果。最后本文探讨了深基坑采取支护结构后利用有限元数值模拟手段进行变形预测的可行性,供工程技术人员借鉴。     

兰州红砂岩地层地铁站深基坑变形规律分析

为研究高水位红砂岩地层基坑降水开挖引起的变形规律,以兰州东方红广场地铁车站深基坑工程为背景,对基坑降水开挖过程中桩体水平位移以及坑周地表沉降进行现场监测.采用有限差分软件Flac3D对基坑降水开挖过程中的位移进行模拟计算.监测结果表明:随着基坑开挖深度的增加,桩体最大水平位移的位置逐渐下移,最终靠近基坑底部,大约在坑底以上1～2 m;地表最大沉降值出现在距离基坑边5～7 m处,大约0.29～0.41倍的基坑开挖深度;桩间水土流失是造成地表沉降过大的主要原因.模拟结果与实测结果对比分析得出:地表沉降模拟值与监测值变化趋势基本一致;桩体在距地面小于12 m部分其水平位移模拟值与实测值非常接近,大于12 m部分实测值明显大于模拟值.     

基于流固耦合效应的红砂岩地层深基坑围护结构变形特性分析

降水渗流引起的基坑变形问题十分复杂,采用流固耦合的数值方法,以兰州某地铁车站红砂岩深基坑为研究背景。对围护桩体水平位移、基坑内外土体竖向位移和水位变化进行现场监测,利用FLAC3D建立车站基坑降水开挖耦合模型,分析了围护结构的变形特性以及基坑内外土体竖向变形规律。结果表明围护桩体最大水平位移在0.5倍左右坑深处;基坑开挖对周围土体在0至2.5倍坑深范围内的沉降变形影响显著,最大沉降值发生在距离基坑边缘约0.55倍坑深;降水引起的基坑内外沉降随时间增加呈减小的趋势,降水与立柱桩联合作用使坑底隆起显著减小,基坑内外同时降水有利于解决红砂岩透水问题。考虑流固耦合的数值模拟与现场监测相结合预测兰州地区基坑变形更具科学性。     

商业住宅基坑开挖的监控量测与数值模拟研究

以杭州市已完成的商品住宅基坑工程为研究背景,运用有限元分析软件MIDAS/GTS NX建立有限元模型,研究了监控量测技术与数值模拟在基坑开挖过程中的应用。研究表明:基坑土体水平位移的计算值与监控值变化趋势总体相似,结果误差不大,均在设计报警值以内;边坡沉降的计算值与监控值变化趋势总体相似,结果误差较小,监测点沉降量较小,且在设计报警值范围以内;各测点的水位变化量均在设计报警值范围以内。研究结果表明监控量测与数值模拟相结合能较好地运用于基坑开挖。     

高架桥下基坑开挖次序对桥墩变形的影响分析

以某市双地道基坑开挖对既有高架桥桥墩变形影响为研究背景,重点研究在轻轨高架桥正常运营情况下利用数值模拟对不同施工方案造成高架桥桥墩位移变形以及在实际施工过程中收集桥墩变形数据总结相关规律。运用MIDAS-GTS建立三维整体计算模型来模拟地道基坑施工开挖次序,进而动态预测基坑支护结构及高架桥桥墩的位移变形状态,分析了双地道开挖在两种不同施工方案下的数据,得出更有利于施工安全建设的方案。计算结果表明:地道基坑开挖高架桥桥墩水平位移最大值为-3.68 mm,竖向位移最大值为2.14 mm;地道基坑支护结构水平位移最大值为11.89 mm。数值模拟结果与主要监测数据对比分析表明,地道基坑开挖在各个阶段对高架桥桥墩的变形影响均在规范限值以内并与实际监测数据走向基本一致。研究结果表明:该项目数值模拟施工过程中优先施工距桥墩较远的基坑对桥墩产生的扰动较小;较好的体现实际施工过程中桥墩的变形趋势以及变形程度;基坑施工至承台位置时对桥墩变形增量达到最大。     

深基坑桩锚支护结构位移分析及数值模拟

基坑开挖会引起周边既有建筑和道路的沉降和位移。为了研究基坑开挖过程中,土体卸载对周边既有建筑的影响规律,以安徽璀璨明珠商场深基坑工程为研究对象,对桩锚支护结构在深基坑中的应用进行研究。通过理论分析、现场实测和三维快速拉格朗日方法(FLAC^3D)数值模拟对支护结构进行综合分析,重点对比了在基坑开挖过程中支护结构及周边环境的位移实测数据和数值模拟结果的偏差,结果表明：运用FLAC^3D软件进行数值模拟,模型结果总体上与现场实测数据具有良好的相似性,能够比较准确地反映基坑开挖土体压力、变形的演变规律。本工程基坑水平位移监测点最大位移为25.96 mm,小于监测报警值30 mm。其中基坑侧壁水平位移监测是重点。分析了造成数值偏差的三大原因,对于深基坑支护结构设计具有一定的参考价值。     

复杂环境下软土深基坑开挖对周围环境的影响

软土因具有含水率高、孔隙比大、渗透性弱等特点易导致基坑在开挖过程中引发边坡失稳.以上海虹桥SOHO深基坑工程为研究对象,运用FLAC3D数值模拟软件对该基坑地表、邻近建筑沉降进行模拟监测,并将数值计算结果与现场监测数据进行对比分析.从安全性和经济性的角度,对比研究了不同桩径和内支撑间距对基坑变形的影响.研究结果表明:基...     

SMW工法桩基坑支护与数值模拟研究

SMW工法桩是一种新型的基坑支护形式,它有一些独特的优点,因此得到了广泛的应用。该文通过FLAC3D有限元分析软件对某SMW工法桩基坑支护形式进行数值模拟,得出基坑开挖过程中的桩身水平位移图、基坑地表沉降分布图等,并分析得出:基坑开挖过程中坑壁的水平位移的最大值在距离基坑顶部约为8 m处,基坑周围的竖向位移的最大值在距离坑壁约为9 m处。     

成层地基中不同土层分布对地下结构的抗震影响

为了研究清楚成层地基中由于不同土层的分布而引起地下结构的地震响应,借助FLAC3D有限差分分析软件,通过设置土体的Hardin/Drnevich阻尼,合理地描述土体在动力作用下的滞回曲线和滞回圈,从而建立不同地质条件下的分析模型,分析地下结构在不同地基中的地震反应。结果表明,当结构处在软弱土层时,其在水平地震作用下的反应明显大于结构位于其他土层情况下的地震反应。当结构处在硬土层,或有较好的持力层,并有隔层软弱层的地层时,结构在地震作用下相对较安全。工程设计中可以通过合理地选择地下结构所处土层位置,避免未来可能地震引起的不良影响。     

列车动荷载影响下深基坑支护结构变形及隔离桩隔振效果研究

随着城市轨道交通迅速发展,深基坑工程在已运营地铁旁施工已较为常见。为研究列车动荷载作用下深基坑支护结构变形规律以及评价隔离桩的隔振效果,以武汉市华中科创产业园超大深基坑工程为背景,采用激振力函数模拟计算列车动荷载,通过FLAC3D有限差分软件模拟分析列车动荷载以及隔离桩对深基坑支护结构变形的影响,并将现场监测数据与数值结果对比分析,验证数值模拟方法的可靠性。研究结果表明：激振力函数模拟列车动荷载输入数值模型得到的基坑支护结构变形规律与现场实测基本一致;列车动荷载对基坑支护结构变形影响较小,列车动荷载作用下地表沉降和围护桩变形各增加了1.3mm、3.6mm;隔离桩对列车动荷载具有较好的隔振作用,使地表沉降和围护桩变形分别减小了28%、6.8%。研究成果具有一定的实际推广价值,能为类似工程提供参考。     

弹性半空间上矩形基础稳态振动积分变换解

采用双重Ｆｏｕｒｉｅｒ变换分析位于弹性半空间上,受竖向稳态荷载作用下矩形基础的振动问题,通过分析得到位移的积分变换解,并由该解得到短形基础稳态振动下的动刚度,通过解的数值计算分析,讨论了泊松比和基础形状动刚度的影响。     

装药爆炸下地下拱形结构变形及破坏特征分析

地下拱形结构侵彻爆炸下涉及许多复杂的物理过程,即装药的爆炸、弹坑的形成、冲击波的传播、应力波在岩石介质中的传播以及岩石与结构的相互作用.为了解决上述复杂问题,利用非线性动力有限元软件LS-DYNA对常规武器侵彻爆炸作用下地下拱形结构的动力响应展开研究.通过数值模拟可较直观地了解应力波的传播过程,及爆炸应力波在拱形结构物中传播及与周围围岩的相互作用.对爆炸应力波作用下拱形结构的变形和破坏特点进行了分析.数值计算结果表明,在爆炸应力波作用下钢筋混凝土结构内侧受反射拉伸波作用产生震塌破坏,加大药量时结构的震塌破坏程度加重,大约在距拱中心线1/4处产生应力集中,形成塑性铰.可为工程设计、改造加固及战时快速抢修提供有益的参考.     

单周期荷载作用下纤维沥青路面的动态响应

为了研究动荷载作用下纤维沥青路面的响应,基于弹性理论,应用有限元方法分析单周期动荷载作用下,不同的荷载作用时间、路面体阻尼比、土基模量和加载方式对不同纤维沥青路面结构的路表最大弯沉的影响规律.对于不同纤维沥青路面结构:不同荷载作用时间下,路面的动静态弯沉差值基本接近;随着路面体阻尼比的逐渐增加,路面的动态弯沉逐渐减小,但减小率和到达最大动弯沉对应的时间基本接近;随着土基模量的逐渐增加,路面的动态弯沉逐渐减小,但减小率基本接近;半矩形波荷载比半正弦荷载作用下的路面动态弯沉大,而弯沉差值基本接近.分析表明,在单周期动荷载作用下,纤维的加入提高了路面的整体抗变形能力,但对路面的动态弯沉影响规律基本相同.     

动力扰动对采空区稳定性影响的离散元分析

 采用离散元程序对地下采空区进行动力扰动数值计算,通过改变扰动应力波峰值的大小,考查动力扰动强度的变化对采空区稳定性的影响,对模型分别静力和动力状态下进行了计算。结果表明,采空区开挖后,最大位移量2.98mm;施加动载荷后,最大位移量增至5.0mm,增幅与动载荷应力大小呈正比;围岩位移、最大主应力、最小主应力分布受动载荷影响较大,围岩应力发生二次分布,塑形区明显增大。分析结果表明,邵东采空区基本稳定,但应加强顶板、底板支护。为了避免采空区在外力扰动下产生灾害,给出了建议。     

地下工程监控时间序列分析方法及应用

根据现场位移监测提出１种工程预测方法，利用现场测量的围岩或支护的位移对未来位移发展趋势作出定量预测，在预测位移的基础上，应用数值方法可以预测支护围岩压力，应力及安全度随时间发展的趋势，这种预测方法可用于岩石工程安全监控，支护设计、施工效果评价及预测。     

单极性SPWM逆变桥驱动方式研究

在工程实践中,单极性正弦脉宽调制(SPWM)逆变桥路具有多种驱动方式。理论分析、样机实验及软件仿真发现,不同的驱动方式造成了逆变桥臂单端输出波形、双端输出谐波上的差异。单臂斩波驱动时,桥臂中点的响应Ua为正半波不变、负半波抬高一个幅值的变异正弦波形,Ub为调制波频率的方波波形。双臂斩波驱动时,Ua和Ub呈现互差调制波半周期的正弦半波波形。就总的谐波系数(THD)而言,带同臂互补的驱动方式要优于不带同臂互补的驱动方式。通过研究这些差异,对在工程上正确合理地选择桥路的驱动方式无疑是有益的。     

倾斜荷载盐渍土地基承载力数值计算与试验研究

盐渍土是一种四相组成的特殊土。这种特殊性导致工程中确定的盐渍土地基承载力尤其在倾斜荷载作用下时,容易出现偏差。本文以柴达木盆地典型盐渍土地基承载力特征为研究对象,采用现场载荷试验和数值模拟计算的方法,研究了倾斜荷载作用下盐渍土地基承载力特征。结果表明,在倾斜荷载作用下,数值模拟计算确定的盐渍土地基承载力特征值和现场试验确定的特征值相差2.37%,数值模拟计算结果和现场试验结果基本一致。在建立数值模拟计算模型时,需要考虑盐渍土地基中存在结晶盐楔体被压碎、溶陷造成土层附加应力非线性分布特征。数值模拟计算结果可做为确定倾斜荷载作用下的盐渍土地基承载力的特征值的依据。     

采用Green函数法求解二维固结微分方程

以Terzaghi一维固结理论为基础,采用Green函数法对二维固结微分方程进行求解,得到了不同边界条件及地基应力条件下的二维固结微分方程的解析解,给出了计算表,进一步推导了线性加载下的解答。以一均质地基为例,将计算结果与一维解答、前人所得数值结果进行对比,验证了该方法的准确性与可靠性。研究结果表明：进行工程实际研究时应重点关注荷载中心点下的平均固结度,荷载宽度与地基宽度越接近,荷载中心点下的平均固结度与一维结果越接近;而当地基宽度远大于荷载宽度和软土厚度时,使用一维固结理论计算误差较小,工程设计中是可靠的。该方法解答考虑更多工程情况,更快捷方便,便于工程人员使用,可应用于工程计算。