有限元数值分析在地下连续墙中的应用

为了研究高层建筑基坑施工中采用逆作法时建筑结构中地下连续墙的受力特性．文章结合工程实例，采用有限元分析软件ANSYS，重点对基坑施工中的地下连续墙进行了各种工况下的有限元数值分析，计算了地下连续墙的内力和位移．根据现有工程经验，用弹性地基杆系有限元法计算多支撑地下连续墙的内力，能反映墙体内力的变化，能满足工程设计要求．但由于影响墙体变形的因素复杂，会影响地下连续墙内力计算的准确性，根据经验对最终计算结果进行调整是十分必要的．     

某地铁车站基坑变形对临近建筑物的影响分析

某地铁车站基坑为地下连续墙加内支撑结构,临近某大厦。本文通过对该车站基坑围护结构的建模计算,分析预测该车站基坑在施工阶段的变形及对临近某大厦的影响,为施工提供理论指导,以便采取恰当的技术措施,从而保证基坑及临近建筑物施工安全。     

某地区基坑支护结构设计与数值模拟分析

基坑开挖以及基坑支护是目前基坑工程中需迫切解决的工程难题,当前多采用数值模拟手段对常用支护结构进行对比分析.结合工程实例,运用大型有限元软件Midas/Gts建立模型,对西安某基坑工程的排桩+锚杆和连续墙支护等结构进行了数值分析.计算结果表明:锚杆+排桩支护作用下,桩基的整体位移较大,单根桩身弯曲变形较小;内支撑连续墙支护的情况下,桩基的整体位移较小,没有明显的弯曲变形但出现倾斜现象.根据实际工程情况,最终采用整体刚度较大的连续墙(排桩)加内支撑的支护方案,或直接采用地下施工结构的"逆作法"施工方案.该支护体系能够提供主动的支护力,有效阻挡土体的侧向位移,将基坑开挖导致对周围的影响效应减至最小.通过对常用的基坑支护结构的模拟分析,对实际工程以及类似项目的设计和施工起到一定的指导意义.     

无支撑基坑变形特性的三维有限元分析

建立三维有限元模型对采用格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙围护结构的船坞基坑进行分析,计算中假定土体为横观各向同性体,考虑土与结构的共同作用以及土体分区开挖.通过分析实测数据和计算结果,研究了无支撑船坞基坑开挖过程中格型地下连续墙和高桩梁板地下连续墙的变形特性.计算结果表明,船坞基坑围护结构的变形性状受其结构形式以及施工工况的影响,基坑内部桩基对船坞基坑围护结构变形影响较大,船坞基坑的开挖对临近基坑的影响很小.     

基于FLAC3D的深基坑支护三维数值模拟分析

为研究基坑不同支护方式对围护结构变形及稳定性的影响,利用FLAC3D三维快速拉格朗日差分方法对某地铁深基坑分步开挖与支护进行数值模拟,并对两种支护方案进行对比分析。研究结果表明:地下连续墙最大水平位移出现在墙顶,且位于地下连续墙长度方向的中部;在分步开挖时,第一步开挖时地下连续墙的位移变化率与第二步开挖时的位移变化率相同。研究还发现,采用地下连续墙加内支撑的支护方案对地下连续墙的侧向位移有较明显的抑制作用。     

深浅交替地下连续墙的变形研究

深浅交替地下连续墙作为一种新的地下连续墙形式,其应用较其他形式的地下连续墙更为广泛,研究其在基坑工程中的变形规律具有重要意义。通过对某基坑工程中深浅交替地下连续墙的变形性状进行监测,将不同深度处的水平位移以及地下连续墙墙顶沉降量与时间关系进行分析,采用模拟软件进行支护计算,得到各个开挖工况下深浅交替地下连续墙墙体竖向和水平位移的变形规律。     

深基坑施工对临近地铁隧道变形影响及参数敏感性分析

为研究深基坑开挖回填及支护结构参数对临近地铁隧道和地下连续墙变形的影响,依托广州地铁11号线基坑工程,在验证数值计算可靠性的基础上,利用有限差分软件FLAC3D对基坑降水开挖及回填过程中临近地铁隧道和地下连续墙的变形规律进行分析,并采用正交试验方法研究支撑刚度、地下连续墙嵌固深度和地下连续墙厚度对地下连续墙最大水平位移、地铁隧道最大水平位移和竖向位移指标的影响,分析确定各因素对上述稳定性指标的影响效果。研究结果表明：随着基坑降水施工的开展,地下连续墙的水平位移不断增加,最大水平位移位置也从顶部逐渐向下移,整体呈现近似中间大、两头小的抛物线形;随着基坑施工的开展,地铁隧道的水平位移曲线变得越来越凸出,其位移值较大的区域集中在基坑范围内,最终最大水平位移为8.55 mm,位于地铁隧道近基坑侧中轴线中部;地铁隧道在基坑施工作用下,产生的最大沉降量达3.76 mm,位于地铁隧道近基坑侧的中部;施工完成时地下连续墙的最大水平位移相对于开挖完成时增长了50%左右;采用极差法分析时,因素Ⅲ(支撑刚度)作用下各稳定性指标最大变形均值的极值均大于其他因素,支撑刚度参数对地下连续墙和地铁隧道变形的作用效果...     

城市隧道基坑地下连续墙变形特性研究

为了研究城市隧道深基坑开挖引起的地下连续墙墙体变形规律,对南京纬三路过江通道工程隧道基坑监测结果进行了以下几方面的统计分析:基坑开挖引起的墙体侧移的时空变化特征,墙体最大侧移位置的特征,有支撑开挖下地下连续墙最大侧移简易预估模型(KJHH)对地下连续墙最大侧移进行预估的实用性.研究表明:随着基坑开挖深度的增加,地下连续墙变形逐渐变为明显的“胀肚型”,平均值为0.144％He(He为基坑开挖深度),最大侧移随着开挖深度的增加而增大;地下连续墙最大侧移埋深出现在开挖面稍下一点位置,产生这一现象的主要原因是本基坑中淤泥质黏土软弱土层一般处于开挖深度的中上部,开挖这些土层会在开挖面产生较大的变形;采用KJHH简易模型预估得到的地下连续墙最大侧移和实测值接近,说明KJHH简易模型可以有效地预估本工程地下连续墙的最大侧移.     

地下连续墙施工技术研究

地下连续墙是一种基坑工程的支护结构,具有防渗止水和基坑挡土支护的双重作用,在深基坑的支护工程中被广泛使用。该文通过对地下连续墙施工技术的研究,进一步了解和探讨地下连续墙的施工方法,以及地下连续墙在基坑支护方面的应用,积累地下连续墙施工的质量控制方法和施工技术经验,为今后类似工程中的地下连续墙施工提供施工方法选择的依据和经验。     

基坑开挖对T型地下连续墙水平位移的影响

T型地下连续墙是一种新型自立式基坑支护结构,结合新沟河延伸拓竣工程,通过数值模拟和现场监测,分析了基坑开挖对T型地下连续墙侧向变形的影响,将数值分析结果与规范方法计算结果、现场开挖实测数据进行对比分析,研究了T型地下连续墙在基坑开挖至稳定期间墙体水平位移变化规律,验证了T型地下连续墙用于该工程中的合理性。结果表明,相比传统悬臂式地连墙,具有增加墙头抗弯刚度,减小墙顶位移的优点,有利于保证基坑工程的安全与稳定。     

深基坑围护中地下连续墙变形的解析计算

旨在更准确地研究深基坑围护中地下连续墙的变形,根据地下连续墙的受力特征,运用弹性薄板理论法对地下连续墙在基坑开挖中的侧向变形进行了分析,导出了其侧向变形的解析计算公式。最后通过工程实例进行了比较分析,结果表明计算值与实测值较为吻合,弹性薄板理论法能考虑空间作用的影响,可为地下连续墙的设计施工提供理论依据。     

地下连续墙支护基坑实例分析

在深大基坑支护工程中,地下连续墙得到了广泛的应用,但是实例分析较少,对连续墙的受力、变形特征也没有清晰的结论,以一基坑支护工程为例,该工程采用地下连续墙支护,通过实测数据的分析得出支护设计的合理性,监测结果显示基坑变形均在很小的范围呢,说明了地下连续墙这种支护形式的良好效果。     

长江漫滩地区深基坑地下连续墙受力变形特性研究

针对长江漫滩地区特殊条件,通过收集南京青奥轴线——梅子洲过江通道两种不同地下连续墙作为围护结构的深基坑工程实测数据,从统计学角度对比分析了格栅地下连续墙和普通地下连续墙受力变形特性,研究了地下连续墙顶水平位移、墙体深层侧向位移、地表沉降、支撑轴力等随基坑开挖及时间的变化规律。主要结论如下:1墙顶水平位移在支撑设置后均有回弹变形趋势,变形受支撑架设、预加轴力及拆除影响较大;2两种墙体侧向位移随深度均呈"胀肚型"变化趋势,两者最大侧移均发生在埋深中部区域;3格栅地下连续墙在基坑开挖初期,受支撑设置影响,地表先小幅隆起,普通地下连续墙无隆起现象,且沉降明显偏大,两者随距墙体距离增大沉降逐步变小,且不同距离处差异沉降在基坑开挖后期均有增大趋势。     

基于有限元分析的地铁站深基坑支护设计

以某地铁深基坑为例,基于ANSYS有限元程序,地下连续墙深基坑围护结构进行了设计方案研究。首先,提出该基坑围护结构设计计算图式,拟定钢管支撑类型并按照《地基基础设计规范》规定的"竖向弹性地基梁法"计算了支撑轴力;然后,采用ANSYS程序建立了有限元模型,对该方案的不同工况进行计算模拟,获得了在不同工况下的连续墙的内力和变形结果,找出了施工步骤和结构受力之间的相应规律;最后,结合实际情况进行了地下连续墙入土深度验算和配筋计算。     

地下连续墙结构承载体系设计

地下连续墙既作为基坑临时维护结构,又作为地下室结构外墙;中间支撑桩既作为逆作施工时竖向临时承载,又作为工程永久竖向承载;地下各层结构楼板作为水平支撑以保证竖向承载体系及地下连续墙侧向稳定。三者有机结合形成了地下结构逆作时的整体稳定体系。     

基于正交试验的围护结构变形影响因素

深基坑开挖可能引起围护结构与周围土体的变形,而这些变形对各种影响因素具有不同的敏感程度.以上海长江西路越江隧道新建工程为例,根据实际土层分布建立了里程NK0+534.100处基坑体系横截面的几何模型,使用有限元分析软件ABAQUS进行了基坑开挖过程的数值模拟,分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移随深度的变化特征,对比研究了现场监测数据与数值模拟结果.选取地下连续墙厚度、窄基坑开挖深度、窄基坑开挖宽度3个影响因素,并对每个因素取3个水平,使用正交试验和正交表L9(34)实现了9种不同情况的数值模拟试验,并基于这些因素对地下连续墙水平位移的影响进行极差分析和方差分析.结果表明:数值模拟结果与现场监测数据吻合程度较好;对地下连续墙水平位移影响程度由大到小的因素依次为地下连续墙厚度、窄基坑开挖深度、窄基坑开挖宽度;地下连续墙厚度-地下连续墙的水平位移呈负相关,窄基坑开挖宽度、深度-地下连续墙水平位移呈正相关.研究成果对基坑施工过程中围护结构的变形分析具有一定的参考价值.     

基坑开挖挡土墙的有限元模型

提出基坑开挖中作为挡土墙的地下连续墙视为支撑在弹性地基上板的模型,假定土压力是位移的函数,挡土墙内创支撑的作用采用杆单元刚度矩阵表示波动区土体支撑作用,采用Boussinesq解积分建立地基柔度矩阵,挡土墙本身来用厚板理论求出板的刚度矩阵,得到总体平衡方程,解方程及回代,求得档土墙任意点的位移和各道支撑的轴向力．最后以上海某基坑工程为例进行计算,计算值与实测值较吻合,模型为基坑开挖围护结构设计提供了一个实用的计算方法．     

超大环形支撑深基坑支护设计与监测分析

以淮安黄泛平原区某超大深基坑工程为背景,根据地质和周边环境等条件,对基坑支护结构进行选型和设计,并对基坑开挖过程中支护结构和周边环境变化进行监测和分析。基坑采用地下连续墙和钻孔灌注桩加等厚度水泥土搅拌墙(TRD)作为围护结构,采用两层三圆环钢筋混凝土作为支撑结构。结果表明：基坑各边围护结构和周边地表变形趋势基本一致,变形量小,呈现明显的时空效应;地下连续墙和TRD作为全封闭止水帷幕止水效果良好,基坑施工期间的坑内降水对坑外地下水位影响较小;在环形支撑体系中,环梁支撑轴力大于辐射撑和角撑轴力,围护结构传递过来的荷载主要由环梁承担。     

长江漫滩地区深大基坑开挖工程半逆作半顺作法研究

针对长江漫滩高承压水地基,以南京市某工字型地下6层地铁换乘站基坑为依托工程,采用FLAC3D三维有限差分软件,分别对半顺作半逆作开挖法和明挖顺作法进行数值模拟,分析了基坑开挖及降水的应力渗流耦合作用对周围地表沉降、连续墙侧移和支撑轴力的影响。结果表明：1)长江漫滩高承压水地基深基坑开挖工程,地表沉降值和连续墙变形值均较大;2)工字型深基坑开挖工程,地表沉降、连续墙侧移最大值出现在上下横边中点处;3)半顺作半逆作法的地表沉降、连续墙侧移、横向支撑轴力值均小于明挖顺作法,更有利于控制基坑侧壁变形,降低基坑开挖风险。     

季冻区地铁车站深基坑支护体系合理性分析

为研究季节性冻土区地铁基坑由冻胀引起的支护体系的受力变形问题,基于呼和浩特1号线某车站深基坑工程,利用COMSOL Multiphysics软件进行二次开发,开展温度场、水分场和应力场耦合模拟,重点研究越冬地铁深基坑地下连续墙的水平位移以及内支撑轴力的变化。通过模拟改变内支撑纵向间距对原支护体系受力变形的影响来对结构进行优化,并对优化方案的适用性进行评价。结果表明：冻胀变形主要集中在0.45H（H为基坑深度）范围内,该范围内基坑围护结构需加强处理;地下连续墙和8m间隔的内支撑支护是较为合理的支护方式。研究成果可对呼和浩特地区修建地铁车站深基坑支护工程提供参考。