岩溶发育地段地铁车站深基坑工程渗流参数数值模拟研究

以岩溶发育强烈的地铁车站基坑工程为例,系统阐述了基于等效多孔介质理论概化基坑场区岩溶地层水文地质条件,建立基坑场区岩溶地下水渗流数值模型的方法。通过将模型运用于抽水试验模拟,使得抽水试验模拟结果与实测误差在合理区间上,反演出基坑岩溶水文地质参数。最后从岩溶地层结构特征和抽水试验两方面对模拟误差进行分析,为基坑岩溶地层水文地质参数数值反演提出建议,可为今后岩溶基坑工程地下水渗流模拟提供参考,具有重要工程意义。     

基于抽水试验的基坑降水引起地面沉降的预测分析

结合上海地区某基坑抽水试验工程,介绍了通过单井和群井抽水试验获得水文地质参数的方法;通过软件建立了三维渗流计算模型并对可能采用的基坑降水方案进行了数值模拟;结果表明:采用的获取水文地质参数的方法合理,建立的数值模型能较好的反映基坑降水的实际情况.最后,基于有效应力原理,通过一维压缩公式,预测了基坑降水引起的基坑内外的地面沉降,为基坑设计和施工提供了环境影响分析的依据.     

FLAC~（3D）在红粘土深基坑中的应用

采用锚杆（索）墙对基坑边坡进行支护,可以有效地抑制基坑裂隙的扩展和发展,阻止基坑的侧向变形。利用FLAC3D的基本原理,对贵阳市某基坑的锚固设计进行模拟和分析,用模拟所得的计算结果与实际施工后基坑的进行比较,结果表明：使用FLAC3D软件对深基坑边坡进行稳定性分析是可行的,因此可以应用数值模拟方法提前对基坑施工过程进行仿真模拟,预测变形的发展变化,发现工程中薄弱部位,以指导设计及施工中采取进一步有效措施。     

上海某基坑降水三维渗流模拟

根据降水试验反演得到的含水层水文地质参数,采取按需降水的方法对工程开挖过程中所需降水水位进行设计计算以减小降水对基坑周边环境的影响,通过三维数值模拟方法得到水位随时间的变化与实际监测数据进行对比,得到较好结果。     

地下通道下穿河道施工对邻近隧道的影响分析

以上海北横地下通道下穿苏州河段基坑为例,在保证苏州河正常防汛功能条件下,为减小基坑开挖对邻近隧道的影响,采用有限元方法进行数值模拟,判断在采取相应保护措施下基坑开挖对邻近隧道的影响程度,以此作为基坑设计的依据.     

基于数字图像测量技术的基坑开挖卸荷试验研究

以原状粉质黏土为试验土体,采用三轴数字图像测量技术为基础的测试仪器,对基坑开挖卸荷过程的土体应力路径进行模拟,研究不同应力路径条件下的土体应力-应变关系,分析侧向卸荷对基坑土体抗剪强度指标的影响.试验结果表明,经历侧向卸荷应力路径的土体抗剪强度指标与常规三轴加载试验明显不同.数值计算验证了不同应力路径的试验结果对基坑稳定与变形的影响.为了准确地分析基坑的稳定与变形情况,有必要在试验时尽可能模拟基坑的侧向卸荷应力路径.     

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.     

深基坑开挖变形及被动区土体应力分析

以基坑插入比和宽高比作为主要影响因素,采用有限元法对基坑开挖全过程数值模拟,分析基坑开挖应力应变变化规律.结果表明基坑宽高比对水平应力变化比较敏感,插入比对基坑变形比较敏感.最后对基坑侧压力系数进行了理论推导,验证了数值模拟结果并指出了理论公式的局限性.     

深基坑大尺寸物理模拟试验与基坑土体变形参数研究

基坑工程中土体变形参数的研究对于基坑工程稳定性分析有重要的指示作用.本文基于相似理论的原理和方法,以中央电视台主楼基坑为试验对象,建立模型与实体基坑工程尺寸比例为1∶10的大型物理模型试验.对比物理模拟试验结果与实测资料发现:大型物理模型试验对于基坑开挖土体变形过程有更精确的模拟,其中模型桩顶最大水平位移约为开挖深度的0.32%,实际工况约为1.4%;模型被动土压力随开挖深度的变化规律与实际工况相似,且数值接近.物理模拟的结果与实际工况所检测的结果较为一致,可为实际基坑施工提供依据.     

上海世博500kV地下变基坑降水流固耦合分析

以上海500 kV世博地下输变电站为工程背景,以Biot固结理论为基础,采用数值方法对深基坑降水开挖过程进行了流固耦合分析.模拟抽水试验,并采用位移和孔压反分析法确定土层计算参数.建立流固耦合分析模型,分别采用稳态分析法和生死单元法模拟基坑的降水和开挖过程,同时求解出渗流场和位移场的变化.通过计算值与实测值的比较,证明了流固耦合方法分析基坑降水的正确性和可行性.     

基于蒙特卡罗方法的软土微观结构随机几何模型

 软土微观结构的仿真几何模型是进行软土微观数值模拟的前提和基础。根据常规土工试验获得的土样孔隙比和各粒组含量百分比,采用蒙特卡罗方法生成一定数量的随机多边形单元代表软土微观结构中的各类结构单元体和孔隙,然后通过把它们随机分布到给定大小的区域中,建立了软土微观结构的随机几何模型。把上述方法应用到广东省某高速公路工程软土土样的微观结构仿真建模中,结果表明所建立的仿真几何模型与土样实际微观结构图像具有一定的相似度,验证了文中方法的可行性。     

某高速公路软基沉降的ADINA数值模拟

针对我国目前高速公路软土地基沉降处理的问题,运用大型非线性有限元分析软件ADINA对堆载预压下的软土地基沉降变形进行数值模拟分析,研究软土地基沉降变形特性及规律。通过有限元模拟,得出的最终沉降结果与实测值相比误差百分比为13.03%,结果基本一致。证明运用ADINA软件对其进行数值模拟是可靠的,可以用ADINA软件模拟的手段代替实验是经济可行的。并且通过对分级加载预压下软基水平和竖向的位移变形进行分析,得出了预压载荷下软基变形的一些规律。     

中厚板CO2多层多道焊对接接头焊接残余应力及其分布

阐述了焊接残余应力场数值分析的理论基础,确定了计算模型,并采用有限元数值方法模拟计算了CO2多层多道焊对接接头焊接残余应力的大小及其分布。算例结果表明,模拟结果与试验测试结果基本吻合,证明本文方法正确且有效。     

桩承载力反向自平衡试桩法数值模拟分析

为推动反向自平衡试桩法在实践中的应用,采用有限元分析方法对反向自平衡试桩法进行了数值模拟分析。以管桩为例,运用ABAQUS有限元软件建立反向自平衡试桩法数值模型,分别采用位移控制法和荷载控制法进行桩身和桩顶加载模拟,得到了基桩抗压极限承载力,进行了桩身轴力和桩侧摩阻力分析;对建立的数值模型进行了位移控制法下的静载试验模拟,并与反向自平衡试桩法模拟得到的极限承载力进行了对比分析。模拟结果表明,反向自平衡试桩法确定的基桩极限承载力与静载试桩法结果较为接近,不需要进行正、负摩阻力转换,但也存在平衡点位置的确定问题。     

地震荷载作用下基坑支护体系稳定性分析

针对砂砾地层基坑施工的典型支护方式及其支护结构特点,通过建立合理的三维地震反应模型,采用LS-DYNA软件模拟强地震作用下基坑及支护结构的动力稳定性及其失稳突变过程,分析了锚喷支护、地下连续墙加钢支撑支护的耐振特性、钢支撑地震位移及其突变过程和时效特效.结果表明:锚喷支护结构的耐振特性明显优于钢支撑;钢支撑振动位移及其失稳破坏呈现出明显时域特性,且遭受地震后在极短时间内即可发生突变性破坏;地震波的传播方向对结构的稳定性影响很大.     

基础承载力分析中土体流动机制的细观分析

介绍了颗粒体非连续变形分析方法的基本原理.采用自行研制的颗粒体非连续变形分析程序对基础(浅基础与深基础)极限承载力分析中的土体流动机制进行了细观上的数值模拟.并与模型试验以及经典滑移线法的结果进行了比较,数值模拟的结果再现了模型试验中的土体极限状态下的流动机制,为研究土体极限状态下的细观分析提供了一条途径.     

基于元件的复合材料结构耐撞性能分析方法

提出了基于元件的复合材料结构耐撞性分析方法，首先将结构细分成多种元件，通过试验和数值模拟研究元件的缓冲吸能性能，然后在元件研究的基础上建立复合材料结构的分析模型，该方法可以有效分析复合材料结构的耐撞性能，并已在工程实践中得到应用．     

广义对称性海洋平台结构与轴对称基础耦合振动分析

对广义对称性海洋平台结构与分层轴对称基础所构成的体系，提出了一种新的进行三维耦合振动分析的有限元方法。该方法将普通有限元与轴对称单元联合起来使用，充分利用了结构、基础及其耦合体系的对称性；它将在该类结构体系耦合分析的计算速度、精度等方面获得很大效益。     

强夯法处理风成砂地基的数值模拟分析

采用ANSYS/LS-DYNA程序建立三维有限元模型,对强夯法处理风成砂地基的过程进行了数值模拟,分析了风成砂地基的沉降、应力、塑性应变时程曲线等的变化特征,对强夯加固风成砂地基的机理进行了探讨.分析表明,所采用数值方法适用于风成砂地基的强夯处理模拟,同时关于强夯加固风成砂地基的机理得到一些结论,可为工程实践参考.     

基坑支护结构的综合选型及受力与变形特性

本文以京沪高速改扩建工程莱芜至临沂段一标段3#钢筋加工场深基坑工程为依托,采用多目标层次分析和模糊综合评判法选出适合本工程的支护形式。结合现场监测和数值模拟,分析了在本支护形式下,基坑施工过程中的土体和支护结构力学及变形特征,研究结果表明：（1）采用基于多目标AHP的模糊综合评判方法建立多指标评价体系,确定了基坑支护采用上部1:1放坡+土钉支护,下部咬合桩+钢筋混凝土内支撑的方案;（2）土体地表沉降随距基坑的距离呈先减小后增大的趋势,咬合桩能较好的控制边坡变形;（3）咬合桩桩身最大位移位置随开挖的进行逐渐下移,且两次竖直位移的增量比约为相邻土层厚度比。受自重影响,咬合桩桩身弯矩对称,每条边中点附近弯矩值偏大;（4）将现场监测结果有限元分析数据结果进行对比,验证了数值模拟和多指标评价体系的可靠性。