渗流作用对深基坑支护结构的影响分析

从地下水与土体的相互作用机理出发,结合有效应力原理,通过建立考虑渗流作用的有效应力法模型和不考虑渗流作用的总应力法模型,按考虑渗流和不考虑渗流两种情况下支护桩的位移、桩身弯矩和支撑轴力进行对比分析,结果表明,基坑降水开挖引起渗流场发生变化,以至于在地下水作用下土体应力发生改变,使得支护桩及支撑所受荷载也随之变化,导致桩体、支撑受力变大,位移也增加。     

渗流对深基坑开挖及支护过程的影响

利用FLAC3D软件对哈尔滨市金都大厦项目深基坑工程进行基坑开挖卸荷过程与支护过程的数值模拟,分析考虑渗流与否两种情况下,基坑侧壁沿长度方向和深度方向的变形分布及支护结构的内力分布情况。计算结果表明,考虑渗流作用后,随着土层应力的释放,基坑侧壁的最大位移和基底的隆起量均有所增大;桩身弯矩有所增加,最大弯矩发生在桩长的中部偏上处,呈中间大两头小的规律;降水开挖过程中桩体变形量及锚杆轴力也增大。该结果为进一步研究深基坑工程中渗流对支护体系的影响提供了参考。     

超深基坑工程渗流耦合理论研究进展

超深基坑工程的渗流耦合分析是岩土工程分析的重点和难点,涉及渗流耦合模型、渗流理论、土体渗透性以及降水对土体强度的影响等多方面的内容.在总结国内外有关基坑工程渗流耦合理论的基础上,对上述四个方面的内容进行分析、探讨.分析表明,超深基坑工程由于开挖深度深、开挖规模大、围护体系复杂,渗流耦合模型不仅要反映复杂的应力路径、土体的非线性特性,还要能反映渗流场与应力场相互耦合作用;在较高水力梯度作用下,超深基坑工程的渗流有可能偏离Darcy定律,由非饱和土-饱和土-不透水层组成的混合土层的渗透系数不再是一个常数,而是应变场的函数;试验表明,超深基坑工程降水对土体强度的影响不能忽略.探讨降水量与土体强度参数之间的定量关系是超深基坑工程渗流耦合分析的又一重要研究方向.超深基坑工程的渗流耦合分析迫切需要在渗流耦合模型、渗流理论、渗透系数动态变化等方面进行改进或创新,以满足工程实际的需要.     

考虑工程降水作用的基坑渗流场影响分析——以南昌某深基坑工程为例

为研究工程降水作用下的深基坑渗流场变化规律,本文以南昌某深基坑工程为例,以降水时间函数、单井与群井降水形式、基坑降水位置、止水帷幕构造为影响因素,应用有限元分析软件Midas gts nx,研究工程降水作用下的深基坑渗流场变化规律.研究表明:1)抽水状态下,孔隙水压力变化梯度在降水井附近变化较大,孔压等值线呈现岀非连续...     

深基坑工程流固耦合分析

深基坑工程是一个系统工程。由于深基坑的降水、开挖、支护,改变了土体中原有的渗流场和应力场,而渗流场和应力场共同作用,控制着基坑的变形。本文对渗流场进行了有限元分析,并将渗流场的水力作用与应力场耦合进行分析。     

平面渗流的有限元分析

应用有限元方法对平面渗流问题作了详细分析,对进一步确定渗流场的基本物理量有一定的价值。     

北江飞来峡工程纵向围堰渗流计算

北江飞来峡工程纵向围堰体及堰基的组成复杂。本文采用了有限元解拉普拉斯方程的方法解绘出不同上下游水位和高喷板墙不同渗流系数各种组合的等势线，并用当量渗流系数法计算了二十种不同上下游水位和堰体、堰基渗流系数组合的单宽渗流量，以及用局部流网法解出两组逸出比降和逸出流速。最后得出可供工程单位参考的结论和理论规律。     

考虑渗流应力耦合作用的深基坑开挖变形研究

基于土体渗流应力耦合效应及本构理论,针对某场地地下水埋深较浅、粉质黏土和粘土分布较厚的深基坑工程建立了相应开挖支护三维有限元模型.通过室内试验测定了基坑土体的修正剑桥本构关系参数并将修正剑桥本构关系应用于基坑开挖支护的数值模拟分析中.分别研究了基坑开挖过程中有无渗流-应力耦合效应的基坑整体变形、支护结构位移、坑外地表沉降及坑底回弹情况.研究结果表明:1含水粉质黏土和粘土采用修正剑桥本构关系较合适;2考虑渗流应力耦合作用时基坑支护结构水平位移、坑外地表沉降及坑底回弹量分别是未考虑渗流应力耦合作用时的0.57倍、0.07倍、0.59倍,基坑开挖变形应充分考虑渗流应力耦合作用;3坑底超前降水能显著减小坑底隆起.     

反向渗流力对土坡的稳定性影响

用有限单元法研究了反向渗流力对土坡稳定安全系数的影响,结果显示土的强度指标组合和坡比对向渗流力影响不明显,而上、下游水位差成为显的影响因素,当水位差与堤身高度的比例达70％是,考虑反向渗流力将使安全系数提高25％以上。     

某深基坑工程基底变形规律分析

以合肥地铁一号线玉兰大道站基坑工程为研究对象,利用MIDAS/GTS软件建立连续的二维有限元模型,对基坑开挖过程中基底变形进行模拟。通过改变基坑开挖宽度及围护结构嵌入深度,讨论了不同参数对基底隆起变形的影响。研究结果表明:在一定范围内,基底隆起位移随开挖宽度的减小,逐渐从基坑两边向中间移动并叠加;当桩体嵌入深度不满足稳定性要求时,围护桩嵌入深度对基底隆起有较强的抑制作用,当桩体嵌入深度满足基坑开挖的稳定性要求时,这种作用可忽略不计。     

地下水渗流对基坑侧压力的影响

为研究地下水渗流对基坑侧压力的影响,针对经典算法结果偏差较大的现象,从理论上分析了地下水渗流对基坑主动区侧压力和被动区侧压力的影响机理,考虑了地下水的渗流作用,采用有效应力原理,提出了计算基坑支护结构侧压力的新方法。实例分析结果表明,新方法的计算结果与实测值相符,更能反应工程实际情况。     

泡沫流体对堤基土体渗流特性影响分析

针对泡沫流体对土体渗流的影响机制仍不清晰的问题,开展了室内无泡沫流体渗透破坏试验与泡沫流体抑制渗透破坏试验,对土体渗流特征及泡沫流体对土体渗流的影响进行了研究。试验结果表明：泡沫流体对堤基土体渗流具有显著调控作用,可通过滞留在孔隙中的气泡增大渗流阻力,将局部土体转变为非饱和状态,增强土体抗渗性能;泡沫流体可延长渗流路径,降低水力梯度,抑制土体渗透破坏的发展。     

深基坑变形规律现场监测

给出了北京地铁某车站深基坑围护和变形监测方案,对基坑变形规律进行了现场监测研究,重点分析了基坑的水平变形、锚索内力和钢支撑轴力变化规律。结果表明,基坑开挖的深度与无支撑暴露的时间对围护桩的变形、锚索内力及钢支撑的轴力影响较大。随着基坑开挖深度的增加和钢支撑的施加,围护桩的变形形态由向坑内的前倾型曲线逐渐变为弓形。围护桩的水平位移、钢支撑的轴力也随着基坑开挖深度的增加而增大。随着钢支撑的施加,围护桩水平位移及锚索内力都趋于稳定,说明钢支撑、围护桩和预应力锚索联合支护形式能够有效地控制基坑变形,保证地铁车站安全施工。     

基于正交试验的深基坑变形影响因素及特征机理研究

运用正交试验原理,以深基坑的地连墙的插入比、地连墙刚度、内撑横间距、一次开挖深度为因素,把深基坑开挖后地表最大沉降、坑底最大隆起以及地连墙最大水平位移作为分析基坑变形的三个指标,利用数值模拟方法对太原地铁车站深基坑的稳定性特征进行了分析。采用直观分析和多元回归分析的方法揭示了各因素在深基坑开挖变形过程中的影响机理及重要性次序。结果表明:在其他施工方式和支护参数保持不变的条件下,地表沉降、坑底隆起和墙体水平位移的最显著影响因素均为地连墙的插入比,地表沉降和坑底隆起的其他影响因素依次为内撑横间距、地连墙刚度、一次开挖深度。墙体位移的其他影响因素依次为内撑横间距、一次开挖深度以及地连墙刚度。采用多元回归方法得到了深基坑变形与各个因素之间的相关规律,并得出地连墙插入比的理想范围是0.7~0.8的结果。     

深厚覆盖层中新型扩底防渗墙对防渗效果的影响

为降低防渗墙端部的渗透坡降,提出改变防渗墙端部局部的结构形式,将常规长方体结构形式改为新型扩底结构形式,并对比分析了常规结构形式和扩底结构形式防渗墙端部渗透坡降的分布规律。研究表明:与常规结构形式相比,扩底结构形式能够显著降低防渗墙端部和下游坝脚出溢处的最大坡降;扩底结构的半径越大,防渗墙端部的最大渗透坡降越小,下游坝脚出溢处的最大渗透坡降越小;对于概化模型,常规结构形式防渗墙贯入深度为35 m时,防渗墙端部最大坡降为0.85,下游坝脚处最大渗透坡降为0.27,要达到相同防渗效果,半径1.5 m的扩底结构形式防渗墙的贯入深度仅需23 m;扩底结构形式显著优于常规形式,它能够大幅度降低防渗墙建设的工程量和工程造价,显著缩短防渗墙施工工期。     

渗流作用下的基坑变形分析

以深厚饱和软土地区的南京某基坑工程为例,基于地下水渗流因素对基坑变形数据系统分析,总结其在渗流作用下的变形规律.进一步借助有限元软件Midas/GTS的渗流模块,开展考虑渗流前后的基坑变形模拟分析.研究表明:考虑渗流作用下的地表沉降量较之前增加约22.9％,经分析,该部分除固结沉降外多由渗流诱使地连墙位移所致;另外,渗流力对地连墙底部作用尤为明显,其位移量较未考虑渗流增大2.9mm,故渗流作用下地连墙底部加固问题应在基坑施工时给予足够的重视.     

斜撑支护体系在深厚淤泥区域基坑中的应用

采用有限元分析方法,对佛山市某基坑支护工程施工工况进行模拟,分析开挖过程地表沉降、桩体水平位移及斜撑轴力的变化过程,并与现场监测数据进行对比,为斜撑基坑支护体系在深厚淤泥区的初步设计提供参考。通过单因素分析法,对斜撑斜率与斜撑间距进行了敏感性分析。结果表明:在深厚淤泥区,斜撑对基坑地表沉降的影响范围较为深远;在斜撑的作用下,桩顶水平位移增量得到了有效控制;斜撑在支护体系中承受压力作用,本工程中斜撑轴力最大值出现在本支护段最左侧,斜撑轴力最小值本支护段中间部位;在斜撑倾角增大的情况下,斜撑下方土体因为其距斜撑支撑点的距离更近,坑底隆起曲线有了明显的下降趋势;斜撑间距变化对坑底隆起的影响不大,但斜撑轴力受其影响较为明显,且两者间呈等斜率线性增长趋势。     

深基坑支护方案的优选决策

在分析影响深基坑支护体系因素基础上，确定了深基坑支护体系的模糊性指标，并应用多目标模糊优选满意决策理论建立了基坑支护方案的优化模型，且将该模型应用于实际支护工程的方案优选中。     

温州深厚软土地层城市轨道明挖深基坑施工环境效应实测

基于深基坑施工存在的环境效应问题,依托温州市域铁路S1线机场标段,通过对53个断面的现场实测及数据分析,研究了温州深厚软土地层城市轨道明挖深基坑的施工效应规律。结果表明:①坑外地表沉降呈明显"锅底"型,在第二道钢支撑施工完成后,地表沉降速率明显加快,影响范围约为3. 5倍基坑深度。通过测点统计,地表最大沉降点位置分布于区间H-3～H+15(H为基坑最大开挖深度,m),最大沉降范围为(0. 2%H～1. 67%H)。②地下连续墙水平位移表现为"臌胀"型模式,第二道钢支撑完成后加速变形。通过测点统计,最大水平位移点位置分布区间为H-5～H+2;最大位移范围是(0. 05%H～0. 8%H),平均值为0. 3%H。③坑外深层土体水平位移表现为"臌胀"型。通过测点统计,最大位移点位置分布区间为H-3～H+2,最大水平位移范围为(0. 13%H～1%H),平均值为0. 25%H。④坑外深层土体与地连墙表现为的相同水平位移模式和速度趋势。但在相同高度点位置,土体水平位移均大于地连墙,且深层土体变形持续时间明显长于地下连续墙。研究成果可为类似地区明挖深基坑施工提供借鉴。