承压水基坑突涌机制离心模型试验与数值模拟

软土地区的深基坑工程,在承压水作用下容易发生管涌、流土和隔水层整体顶升等形式的突涌破坏.结合紧邻地铁枢纽深大基坑工程,设计了基坑突涌离心模型试验,模拟不同承压水位作用下黏性土体隔水层突涌状态,并建立有限元数值模型,分析试验水位压力下坑底土体的应力应变机制.离心模型试验和数值模拟结果表明,在承压水压力作用下,坑底隔水层产生向上的隆起变形,并且基坑中间位置变形量大,随着水位的升高,土体变形曲率增大;基坑围护墙附近的隔水层土体剪切应变大于体积应变,而隔水层与承压含水层的界面处体积应变较大,产生水压楔裂作用并形成有效应力为零的区域;黏性土体隔水层在剪切效应与界面楔裂效应的共同作用下,发生整体顶升破坏.     

考虑承压水影响的基坑抗隆起稳定性上限分析

考虑基坑底部的承压水作用效应,假定Prandtl土体滑移破坏形式,采用极限分析的上限定理建立了基坑抗隆起稳定性分析方法及其验算公式,讨论了承压水头大小、不透水层厚度以及挡土墙插入深度等因素对于基坑抗隆起稳定性的影响.工程实例的计算结果表明,坑底承压水对于基坑抗隆起稳定性的影响不可忽视,承压水头越大,基坑抗隆起稳定性安全系数越低.将本算法与传统算法的结果进行了对比,该方法能够体现出承压水对软土基坑稳定性所产生的风险.     

承压水基坑变形稳定性因素影响分析

以常州软土地区青枫公园地铁深基坑为例,利用plaxis有限元软件建立基坑模型,并将计算结果与现场监测成果进行了比较,验证数模计算的准确性。在此基础上,分析了基坑在承压水条件下的变形稳定性状,对基坑稳定性产生影响的诸多因素进行参数探讨包括围护墙入土深度、不透水层厚度、承压水降压幅度等。分析结果表明：基坑开挖数值模拟合理,符合实际工况。随着承压水压力减小、地连墙深度增加以及不透水层厚度增大,围护墙体水平变形越小,基坑越稳定。工程中需结合实际情况制定相应的抗突涌方案,确保基坑稳定,节约工程成本。     

基于弱透水层承压水基坑突涌预测研究

在深基坑工程中,基坑发生突涌是导致基坑工程事故的最直接原因之一。本文从土颗粒的微观结构入手,认为土颗粒表面存在吸附的结合水。坑底为弱透水层,即粗细颗粒都存在时,需要水土合算与水土分算间的过渡分析计算思维,即利用统一后的计算方法来得到土中广义渗流力、广义强度参数及广义浮重度。结合力学平衡方程,推导出新的抗突涌验算公式。然后结合工程实例建立物理模型进行离心试验,将离心试验结果与理论验算结果进行比较,结果表明新公式预测基坑突涌比传统公式更为准确。     

软土深基坑高压力水头承压水突涌治理与研究

在软土深大基坑开挖过程中,高水头承压水对基坑的威胁不容轻视。依托于长江北岸某软土深基坑高压力水头承压水突涌事故,从降低承压水水头方向入手,通过理论计算和数值模拟对比分析现场监测数据,研究通过减压降水降低坑内外承压水水头的工程措施,实现对高压力水头承压水导致的基坑突涌事故的治理。结果表明:坑外施工降水井进行减压降水对于基坑突涌的治理效果显著。     

承压水地层地铁宽基坑围护结构的变形特征

针对地铁宽基坑施工变形过大的问题,基于北京上清桥站基坑工程,采用数值模拟、现场实测分析和概率统计的方法研究围护墙变形过大原因及概率分布特征.结果表明:支撑的拆除是造成基坑围护结构变形过大原因.基坑围护墙水平变形模式呈"抛物形",拆除钢支撑和施作主体结构期间,大部分测点超过变形控制值,基坑由安全进入危险状态.δhm/He...     

淤泥地层中深基坑降水影响范围及地层变形稳定性分析

基坑降水影响范围及地层变形稳定性是淤泥地层中深基坑工程设计和施工的关键问题之一。本文通过对某淤泥地层中深基坑降水特征分析得出,止水帷幕能能有效阻止连续墙外侧水向基坑横向渗流,减少降水对外部环境影响;基坑降水引起的地表沉降影响范围和基坑外侧地下水位变化影响范围均与降水深度关系不大,影响范围分别约为80m、40m;淤泥地层中基坑降水后水位下降相对砂质粘性土或粉质粘土较小,但地表沉降量却是三者中最大的。因此,在淤泥质土地层中深基坑的设计和施工,应特别注意由降水造成的基坑周围地表建筑物的倾斜和沉降。     

综合管廊大断面异形基坑稳定性与支护技术研究

随着城市管廊的发展,管廊基坑不断向外形尺寸更大、开挖深度更深、围护结构更复杂的方向发展,基坑和围护结构的稳定性以及周围土体变形情况更为人们所关注.异形基坑由于断面变化,必然出现基坑内外侧土压力不平衡的现象.在多种因素的共同影响下,与规则形状基坑相比,异形基坑围护结构和周边地层还会产生一些特性的变形.各地大型综合管廊正处...     

考虑抗剪强度、渗流作用的基坑抗突涌公式分析

传统的基坑抗突涌验算有一定的局限性,验算的偏保守带来了设计的不合理。作者从基坑坑底土体自身的抗剪力、基坑坑底土体渗流特征出发,推导出了新的基坑抗突涌验算公式。并考虑了基坑坑底土体自身的特征,从基坑坑底土体有无吸附能力方面,深入讨论了吸附作用对基坑坑底土体有效浮重度、有效渗透力的影响。考虑到基坑坑底土体应视作弱透水层,为了工程的安全,取用了k= k₂=1。最后通过实例证明,新的抗突涌验算公式比传统的土压力平衡法符合实际情况。     

斜抛撑支护基坑开挖对邻近综合管廊的影响分析

以福建省厦门市某邻近既有综合管廊基坑开挖项目为例,针对SMW工法桩+斜抛撑支护体系,采用FLAC3D有限差分软件建立综合管廊的三维数值模型,进行数值结果分析;研究综合管廊与基坑距离对基坑土体位移场、综合管廊位移和变形、综合管廊周围土体应力分布的影响. 结果表明:坑外地表沉降的影响范围不超过12 m,最大沉降位于坑外4.5 m处,基坑开挖引起的综合管廊最大水平位移和竖向位移均未超过规范的预警值;综合管廊与基坑距离和综合管廊水平位移近似成反比关系;综合管廊发生朝向基坑一侧的倾斜,倾斜度随着综合管廊与基坑距离的减小而增大;综合管廊两侧墙产生朝向基坑的水平推力使综合管廊产生朝向基坑的变形和水平位移.     

富水圆砾地层局部止水帷幕作用下基坑开挖变形数值分析

富水地层中的基坑止水与降水是基坑工程的重难点,大量降水易造成地表不均匀沉降。依托甘肃省某基坑工程利用数值模拟和现场实测的方法,研究了富水圆砾地层下排桩-旋喷桩局部止水帷幕对基坑变形的影响。在验证模型计算准确性的基础上,分析了局部有无旋喷桩、旋喷桩嵌入深度对基坑渗流与变形的影响、传统与局部止水帷幕对限制基坑变形的差异。结果表明,排桩-旋喷桩局部止水帷幕可以延长地下水渗流路径,降低渗流速度,同时分担了部分土压力,对限制地表沉降和桩身水平位移都起到了积极的作用;旋喷桩嵌入深度越深止水效果越好,并能够限制地表沉降与桩身水平位移,但超过一定深度对限制地表沉降与桩身水平位移不明显;传统止水帷幕对限制地表沉降最好,但对限制桩身水平位移效果不明显。     

深基坑开挖中坑内降承压水的有限元模拟分析

考虑深基坑工程中坑内减压对基坑变形及稳定性等产生较大影响,本文选用适合基坑开挖的Hardening-Soil本构模型,结合某深基坑工程利用有限元法对承压层的不同处理方案进行对比计算.结果表明:在承压层未完全隔断的情况下,深基坑降承压水对基坑的稳定性及抗突涌都有利,但是增大了坑外地面沉降及地连墙底部位移.     

土岩复合地层深基坑变形时空效应分析

地铁车站深基坑施工难度大,自身变形风险高,受扰动的周边地表沉降风险和建筑物破坏风险突出,而基坑变形的时空效应又是识别和控制上述风险的基础信息数据。为此,以某市地铁车站深基坑工程施工为例,研究土岩复合地层深基坑变形时空效应的特征与规律,为控制基坑自身风险和周边环境风险提供依据。首先,分析该基坑的地质条件及其土岩复合地层条件下的基坑变形模式;然后,利用Midas GTS NX有限元模拟软件,对该基坑土方开挖进行模拟,利用模拟位移云图描绘该基坑变形的动态演变过程和时空效应特殊性;利用现场监测数据分析和验证数值模拟结果,进一步总结和分析土岩复合地层深基坑变形时空效应的特殊性。     

隧道基坑开挖卸载对既有地铁的影响与变形控制

以上跨南京地铁2号线的深基坑开挖为工程背景,文章采用通用有限元软件MIDAS/GTS,建立三维模型进行开挖施工全过程模拟,分析了在基坑开挖过程中影响下穿隧道变形的原因和控制隧道变形的施工措施。通过比较数值模拟结果与现场实测数据,得出基坑开挖引起下穿隧道纵向隆起曲线呈正态分布,地铁隧道纵向隆起范围大约为基坑沿隧道方向开挖长度的2~3倍。研究结果表明,采用的施工措施可以有效控制隧道的上抬变形,相关结论和施工措施可供类似工程参考。     

基坑开挖对既有近距离下卧隧道影响实测分析

为研究基坑开挖施工对既有近距离下卧隧道变形的影响,结合南宁某基坑工程,论述并验证既有隧道的加固保护措施,并通过基坑施工过程中对下卧隧道的全过程监测,分析基坑开挖施工对下卧隧道的影响。结果表明：开挖阶段管片发生明显的突变上浮,靠近基坑中部区域的隧道管片变形较大;左右线上浮变形初期受开挖顺序影响很大,最终表现为卸荷量大的一侧变形较大,同时左右线隧道的变形在逐渐趋于一致;分区开挖对管片的净空收敛没有明显的抑制作用;隧道上覆土过浅时,结构浇筑会对管片产生明显的加载压缩效应。     

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。     

超大软土深基坑工程变形监测分析

结合佛山市海八路隧道超大软土深基坑工程施工和监测成果,分析围护结构变形、支撑轴力、坑外地表沉降等的动态变化过程,并依据监测对施工进行信息反馈,确保基坑工程施工安全,得出对类似大型基坑工程有价值的参考经验。     

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.     

基坑开挖支护变形特性及稳定性分析

运用ANSYS有限元应用软件为平台,针对基坑工程的复杂性,用APDL二次开发适合黄土地区的基坑开挖与支护变形分析程序,然后对深基坑开挖与支护变形进行分析及稳定性验算,得到深基坑坑壁侧向位移、坑周围地面的变形、基底的回弹变形.用有限元强度折减技术验算基坑边坡的稳定性.计算结果表明,ANSYS有限元方法在深基坑工程的设计、施工中是有效的评价工具,把有限元强度折减技术引入到深基坑工程中是一种有效的新方法.