地铁车站深基坑支护体系的数值模拟分析

在基坑的开挖过程中,支护结构的受力和位移是不断发生变化的。以长沙湘江橘子洲地铁车站深基坑开挖为例,运用三维有限元软件Midas-GTS对基坑的开挖过程进行了建模分析,得出了基坑开挖过程中支护结构的受力和位移情况,通过与实际监测数对比表明,这种三维数值计算方法能够反映施工中的真实情况,对实际工程有一定的指导意义。     

地铁车站深基坑开挖对土体影响的数值模拟

为了研究地铁工程支护结构对周围土体变形影响的问题,应用有限元计算软件ADINA对地铁车站深基坑工程进行开挖支护模拟,建立明挖法深基坑开挖支护过程的三维模型,分析开挖过程中连续墙支护开挖和连续墙、锚杆联合支护开挖两种工况下,基坑周边地层的位移情况.研究结果表明:地铁车站深基坑的开挖与支护过程是一个基坑支护结构和基坑内土体、基坑周围土体共同作用的问题,支护结构和支护方法对基坑周围环境的影响明显,周围土体和基坑内土体对基坑性状的影响显著.     

深基坑开挖变形的三维数值模拟研究

采用三维快速拉格朗日差分分析方法(Fast Lagranian Analysis of Continua 3D)将南京A、B大厦支护结构(悬臂支护结构、单层支点混合支护结构、钻孔灌注桩连拱支护结构)与一定范围内的土体(长、宽、高)作为一个整体,结合基坑实际开挖降水及施工工序,模拟和反映支护结构体的空间受力特征和变形,周围土体的位移、沉降及其相关关系,并将模拟结果与实测资料进行对比分析,得出了一些有益的结论,为三维数值模拟研究在深基坑工程中的应用作了有益的尝试。     

某深基坑开挖过程的三维数值分析

本文运用有限差分软件FLAC^3D对某地铁车站基坑开挖与支护进行了模拟计算,分析了基坑开挖过程中围护结构变形、坑底隆起、地表沉降和相邻高架桥桩体的变形规律。结果表明：在深厚的粉细砂层中,地连墙变形有明显的“踢脚”现象;基坑由于开挖卸荷会导致明显的基坑隆起;坑外地表沉降影响范围主要在开挖深度的一倍范围内;基坑开挖也会引起相邻高架桥桩的侧向变形,最大侧移发生在开挖面附近。计算得到的地连墙和高架桥桩的侧向变形规律与已有文献的实测沉降规律基本一致,验证了计算结果的正确性。分析结果为类似工程设计与施工提供了有益参考。     

地铁车站深基坑开挖监测与数值模拟研究

以郑州市某地铁车站的深基坑工程为研究背景,运用有限元分析软件MIDAS/GTS NX建立整体有限元模型,对基坑开挖的每步施工过程进行数值模拟。探讨了深基坑开挖过程中地连墙的水平位移、周围地表沉降及内支撑轴力分布情况,用于判定深基坑在开挖过程中的稳定性和安全性。同时分别对深基坑开挖过程中周围的建筑物沉降、墙顶水平位移和沉降及支撑轴力进行了监测,并与数值模拟值进行对比。结果表明:理论计算值与现场监控值变化趋势基本一致,结果误差不大,均在设计报警值以内;墙体水平位移随着开挖深度增加而增大,且最大的位移逐渐向下移动,土体地表沉降的变形基本随着开挖深度的增大而逐渐增大,但内支撑轴力不随开挖深度的增大而增大,而是呈现波动的变化趋势;在深基坑开挖过程中,应重点对开挖引起的对墙体变形、地面过大变形和支撑结构内力进行监测。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,也可为类似基坑工程的开挖提供一定的借鉴作用。     

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.     

地铁深基坑围护结构安全监测与数值模拟分析

为了研究地铁基坑开挖过程中围护结构的安全性,以广东省某地铁车站为工程实例.介绍了基坑开挖方法,利用MIDAS/GTS对基坑开挖过程进行了模拟,并与不同工况下的桩身位移变化和支护轴力监测进行了比较.结果表明,围护桩顶和桩底位移较小,围护桩的最大位移位置随开挖深度的变化而移动,最大位移位置逐渐下降,最大位移接近第三梁内支撑的顶部.模拟轴力结果显示:标准段距离盾构井约50 m内冠梁呈受拉状态.模拟和现场轴力监测数据显示:第一道标准段内支撑轴力大于盾构井内支撑轴力,随着开挖深度的增加,轴力最大值内支撑位置也在下移,最终出现在盾构井第三道内支撑上.     

边坡开挖支护三维变形监测与数值模拟研究

目的 研究边坡开挖对边坡失稳的破坏,对边坡开挖及桩锚支护过程进行数值模拟分析,确保边坡处于安全施工之中。方法 以长沙市月华街南段道路K0+090边坡为案例,使用二次开发下的TCA2003全站仪对边坡冠梁上P1～P7的7个监测点进行对支护结构水平与竖直方向位移监测;使用天宝DINI03高精度数字水准仪对坡顶建筑上W1～W4的4个监测点进行对坡顶建筑物沉降监测;使用测斜仪对CX1、CX2两根侧斜管进行土体及支护结构的深层水平位移监测;采用ABAQUS有限元软件对道路K0+090段边坡的开挖及桩锚支护过程进行三维数值模拟分析,以确定该段边坡在4种工况下的支护桩及冠梁位移与坡顶建筑物沉降变化;结果 现场测量出的P1～P7监测点X、Y和Z方向坐标与初始坐标最大差值的绝对值分别为0.3 mm、0.2 mm、0.2 mm;数值模拟结果表明：边坡开挖及支护过程中坡顶建筑物的沉降值远小于累积报警值10 mm;现场监测与数值模拟在支护桩及冠梁X方向水平位移最大值差值为0.79 mm;在坡顶建筑物竖向位移最大值差值为0.50 mm。结论 边坡土体及支护结构呈现出朝坡外倾斜的趋势,且水平位移由上到下不断的减小...     

某深基坑支护结构变形分析与数值模拟

为研究深基坑支护结构变形特性,以新景世纪城基坑工程为例,采用数值模拟手段对该工程变形特性进行了仿真分析,运用现场监测数据验证了数值模型计算的准确性,深入分析了深基坑支护结构变形的影响因素.结果表明:抗剪强度指标越大,基坑位移越小,但不是特别明显;增加灌注桩的桩径、嵌固深度和锚杆长度,可以有效的抑制基坑位移,但是增加到一定程度时,这种抑制基坑变形的效果不但十分有限,还会大大增加成本消耗;锚杆倾角在15°左右时,支护结构变形较小.     

深基坑开挖及支护数值模拟基本过程研究

介绍三维连续介质有限元法模拟建筑基坑开挖和支护的基本过程,用具体算例模拟此过程,并将数值模拟计算结果与现场实测数据进行对比分析,得出围护结构水平位移的空间分布规律、基坑坑底回弹规律、基坑边坡土体水平位移变化规律。这些规律为实际工程提供了理论依据和指导,有助于提高深基坑的设计水平和安全性。     

天津地铁某车站基坑围护方案优化数值分析

针对天津地铁某地下车站基坑工程,建立数值计算模型,对基坑开挖及支护各工况进行数值模拟计算,主要考察各工况下围护结构及支撑的内力．基于原设计相对保守的事实,探讨减少原设计方案支撑道数的可行性;计算结果表明,将原设计方案5道支撑减为4道是安全可行的,且具有明显的经济效益。     

深大圆形基坑开挖变形特性数值分析

基于三维有限差分程序FLAC3D,分析了砂土及黏土中圆形基坑开挖引起的维护结构及坑底隆起变形规律特性,并通过调整圆形基坑的开挖半径,研究了基坑开挖半径对维护结构及坑底隆起变形的影响.数值模拟结果表明:土体类别对基坑变形特性分布没有显著影响;圆形基坑维护结构变形呈"后仰"式分布,且最大水平位移随开挖半径增大而不断增加,当连续墙结构其插入比控制在0.67左右时,其基坑变形大小能满足规范设计要求;随着开挖深度的增加,坑底隆起变形逐渐增大,当开挖半径达到60 m后,最大隆起变形不随开挖半径的增大而增加,且最大隆起变形区域基本位于0.2~0.8倍的开挖半径范围内.     

上跨既有隧道的深基坑降水开挖施工数值模拟分析

文章以某城市地铁车站深基坑为依托,基于有限差分方法和流固耦合原理,利用FLAC3D对基坑进行三维流固耦合降水开挖数值模拟,分析了降水开挖和未降水开挖情况下引起的坑底隆起变形规律、围护结构侧向变形规律以及下卧隧道变形机理。研究表明:坑底隆起变形在短边和长边方向上,分别呈现出开口向下的抛物线形和驼峰状,降水开挖比未降水开挖情况引起的坑底隆起变形减小约50%;围护结构变形呈现内凸形,中部凸起最大值约为35 mm,降水开挖引起的围护结构变形比未降水开挖增大约5 mm;降水开挖比未降水开挖引起的隧道隆起变形要小约50%,但造成的地表沉降值要大约10倍。模拟值与实测值规律基本一致,模拟效果较好。     

地铁车站深基坑拉槽分层开挖稳定性分析

针对地铁车站基坑开挖体量大、施工空间狭小、施工工序繁多,传统基坑开挖方法效率低的问题,提出拉槽分层开挖方法.结合乌鲁木齐地铁 1 号线某车站施工,采用数值模拟计算方法对比分析拉槽分层开挖方法与传统基坑开挖方法在施工过程中的基坑的稳定性,说明拉槽分层开挖方法的可行性.同时,结合该车站施工现场监测结果对拉槽分层开挖方法进行验证.结果表明:拉槽分层开挖方法可以保证车站基坑开挖的稳定性,且在施工组织管理和施工效率方面优势明显,可为类似工程提供参考.     

基坑卸载对临近地铁车站影响的数值模拟研究

为探究西安地区黄土地层新建基坑开挖对邻近既有地铁车站的影响规律,依托西安某新建基坑实际工程,借助MIDAS GTS NX有限元软件建立了基坑与既有车站结构三维数值模型,研究新建基坑开挖全过程中围护结构变形与内力、既有地铁车站位移与周边地表沉降的响应规律,将模拟结果与实测结果对比验证其准确性。结果表明：基坑开挖过程中,围护结构位移较小,钢管内支撑可以有效控制围护结构的变形;既有车站最大侧向位移、竖向位移均出现于车站中间部位,侧向变形曲线呈典型的“内凸型”,竖直方向表现为沉降变形,变形增长速率随着基坑开挖深度的增加有所减小;车站周边地表沉降随基坑开挖逐渐增大,至基坑开挖结束,最大沉降值为-8.63 mm;数值模拟结果与现场监测数据规律一致且偏差较小,开挖完成后围护结构的最大位移为7.20 mm,既有车站侧墙中间部位的最大水平位移为1.18 mm,基坑施工风险较低,基坑卸载对临近既有地铁车站影响较小。     

非对称开挖下双连拱隧道变形三维数值模拟分析

相对于单拱隧洞,双连拱隧道存在开挖面大、围岩变形难以控制、结构受力复杂等难题.因受场地限制,厦门海沧隧道设计为双连拱隧道,且需采用与传统对称开挖双连拱隧道不同的非对称开挖工法.为探讨该工法对双联拱隧道结构稳定性的影响,首先通过数值模拟分析非对称开挖过程对隧道结构位移的变化规律,再将数值模拟结果与监测控制值以及警戒值进行...     

高层建筑深基坑开挖与支护结构

高层建筑工程中,深基坑的开挖与支护结构,是一项主要的分部工程,对整个工程的造价、工期都有十分重要的影响。最近深基坑倒塌事故时有发生,对工程造成极大危害,因此,深基坑问题受到了广泛的重视。 基坑开挖与开挖深度、地质、水文及现场环境条件密切相关,在下列情况下,开挖时要采取支护措施:基坑开挖     

骑跨于既有隧道基坑的开挖过程数值模拟

随着城市轨道交通建设迅猛发展,加上城市土地和空间资源的有限性,使得新建基坑骑跨于既有营运隧道的情形时有发生。文章通过三维有限差分软件FLAC3D建立三维基坑模型,研究基坑在分层分块开挖过程中基坑围护结构、混凝土支撑和抗拔桩的力学特性,分析探讨下卧隧道隆起变形规律。数值模拟结果表明,基坑开挖完成后坑底隆起出现2个峰值,与周边建筑物的影响有关;基坑围护结构弯矩最大出现在基坑的中部,与其水平位移最大值出现的位置相一致;文中实例支撑的轴力以及下卧隧道的隆起均符合控制要求。文中模拟的数值结果以及分析的变化规律可以为今后类似工程提供参考。     

地铁车站坑中坑开挖施工中支护体系转换对周围环境的影响

为了解决地铁隧道明挖施工中坑中坑分区开挖和内支撑转换对周边环境影响的问题,依托郑州地铁5号线西沙区间明挖段二期工程,对坑中坑分区开挖和内支撑体系转化过程中基坑围护结构和周边环境的变形规律进行了研究。并初步得到：调整各小基坑宽度、开挖和换撑顺序对围护结构和周边环境的影响非常显著。而改变各小基坑共用围护墙插入深度对围护结构和周边环境的影响相对较弱。实际工程中,当一侧小基坑外周边环境保护要求较高时,建议偏向该侧设置中隔墙。如果无法调整中隔墙位置和小基坑开挖深度,而小基坑宽度大的一侧坑外周边环境保护要求又较高,建议先开挖宽度小、深度浅的小基坑,后开挖宽度大、深度深的小基坑,这样可以减小对围护结构和周边环境的影响。