悬挂式深基坑地下连续墙支护数值模拟及工程优化

现场监测难以预测基坑和围护结构后期变形规律,为提前预判并规避基坑破坏风险,采用数值模拟方法预测基坑变形及围护结构工作状态。依托南京市和燕路过江通道八卦洲明挖段实际工程,针对悬挂式地下连续墙深基坑支护方式,动态模拟基坑开挖,研究地连墙墙体深层水平位移和墙体弯矩变化规律,对比监测数据验证模拟合理性。改变悬挂式地下连续墙厚度及埋深,发现地连墙厚度增大可减小深层水平位移,但对抗弯性能要求较大;增大墙体埋深可减小水平位移和墙体弯矩,但超过一定深度影响减小,通过寻求墙体厚度及埋深合理值,优化施工方案。     

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。     

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。     

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．     

分离卸荷式板桩码头中地下连续墙的性状

针对分离卸荷式板桩码头中地下连续墙内力和变形情况复杂且无完善的计算理论的现状,利用原型观测技术获取某港区10万t级分离卸荷式板桩码头在港池浚深期及码头运营1a期内的监测数据,探究新型板桩码头结构中地下连续墙在各种工况下的工作性状。基于原型观测数据,推算分析地下连续墙和遮帘桩的水平位移,拉杆拉力,地下连续墙海、陆侧土压力及地下连续墙海、陆侧竖向钢筋应力,混凝土应变和弯矩。结果表明:分离卸荷式承台和遮帘桩能够起到卸荷作用,减小地基土层对地下连续墙的侧向压力;地下连续墙内力和水平位移较小,码头实际运行状态良好;码头进入满载期的地下连续墙弯矩绝对值最大,最大正负弯矩分别为891kN.m和-693kN.m(弯矩以墙体海侧受拉为正)。     

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.     

紧邻既有结构的深基坑受力变形特性分析

基于考虑土体排水条件的摩尔库伦本构模型,采用有限差分软件FLAC3D建立准三维数值模型,模拟了有无邻近地下结构的基坑开挖过程并进行对比分析,得到了邻近地下结构深基坑的围护结构的受力变形特性.进一步研究了基坑围护结构土压力分布和水平位移与基坑和地下结构间距的关系,揭示了地下结构对邻近基坑围护结构受力变形影响的机理.结果表明,地下结构使坑间土体产生土拱效应而减小邻近基坑围护结构的变形;围护结构最大水平位移随着坑间距减小呈非线性减小;间距的变化会影响坑内外土体的变形受力;既有地下结构与邻近基坑的临界间距为1.5倍开挖深度.     

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。     

格栅状地下连续墙现场试验与基坑支护性能分析

相比于泥浆成槽法的传统实腹式地下连续墙,采用高频振动沉模成孔方式的格栅状地下连续墙的成墙效果和支护性能研究尚处于空白。首先,开展了软土地质条件下格栅状地下连续墙的成墙现场试验研究,继而采用有限单元方法计算得到了背景工程开挖全过程的墙体变形、地面沉降和坑底隆起等支护性能指标变化规律;分析了嵌固深度、地面超载、支撑截面等参数上述指标的影响性特征。结果表明,格栅状地下连续墙的墙身混凝土浇筑质量能够满足强度和抗渗性能要求;其支护性能与传统的钻孔桩和地下连续墙相近,仅截面刚度存在差异,因此可按照桩、墙结构进行设计;为完善结构构造和结点体系,应进一步开展试点工程的应用性研究。     

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。     

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。     

“结构-隔热”一体化墙体粮食侧压力下力学性能影响因素分析

“结构-隔热”一体化墙体是一种新型粮食平房仓构件.为研究墙体参数对其在粮食荷载作用下的力学性能影响,通过有限元模拟分析,探究了连接件的直径、间距、墙体厚度及保温板厚度对墙体挠度、应力的影响.结果表明：在常用范围内,连接件直径及墙体厚度对“结构-隔热”一体化墙体的挠度和应力影响较为显著,连接件的间距及保温板的厚度影响较小.墙体挠度随连接件直径的增大而减小,但易出现应力集中、突变现象.墙体挠度随墙厚度的增大而减小,且内外叶墙单独受力,内叶墙在一定范围内越厚使连接件扭曲越小,对结构越有利.研究成果为“结构-隔热”一体化墙体在实际工程中的设计及优化提供参考.     

开挖过程及桩锚间距对遮帘式支挡结构影响数值模拟分析

遮帘式支挡结构是近几年来在我国贸易飞速发展、产业结构调整等动力驱动下,大型水利工程、城市深基坑开挖等不断向现代化、大型化、深水化方向延伸而发展起来的一种新型支护结构.与原支护结构相比,在支挡结构后增加了一排遮帘桩.运用有限元分析软件ABAQUS建立三维遮帘式支挡结构模型,通过模拟港池开挖以及改变遮帘桩与后端锚定结构间距,分析对遮帘式支挡结构工作性状的影响.结果表明:基坑开挖过程中,前端支护结构侧向位移变化明显,遮帘桩的设置充分利用了土体自身抗剪力学特性,遮帘效应明显;桩锚间距D在一定范围内对遮帘式支挡结构侧向位移、土压力大小影响呈现由大变小再变大的过程,即存在一个最优桩锚间距.     

斜插式桩板墙板间土拱效应数值模拟与竖向合理拱轴线计算方法

板间距大小是斜插式桩板墙结构关键设计参数,也是该结构能否被推广应用的核心问题.本文采用ABAQUS有限元软件分析了板间距变化对斜插式桩板墙板间竖向土拱效应的影响规律,给出了斜插式桩板墙的合理板间距范围,同时以相邻板板底作为拱脚支撑,计算得到了斜插式桩板墙板间竖向土拱拱轴线方程,并验证了受力分区的合理性.分析结果表明:斜...     

双圆环形超深基坑支护结构的数值模拟与监测分析

结合某锚碇基础双圆环形超深基坑支护结构的工程实例,采用全三维有限元分析方法模拟整个基坑的施工开挖过程,考虑土和支护结构的相互作用,并结合现场的监测数据进行对比分析,得出了双圆环形超深基坑支护结构的变形特征和受力特性,以及周围土体的变形特征和塑性区分布.从结果看出双圆环形超深基坑具有明显的空间效应和拱效应特点,按照传统方法进行设计是偏于保守的;同时因双圆环形超深基坑支护结构本身变形较小,所以内衬由于地下连续墙位移而产生的内力并不占主导地位,而施工期间的温度变化等其他因素对其受力有很大影响,因而,内衬环向应力基本以受拉为主.     

深大基坑环梁支护结构特性的有限元分析

环形拱梁支护结构以受力性能合理、挖土工期短,基坑变形时效控制显著等诸多优点而广泛应用于大面积深基坑工程.以中山市某圆环支撑深基坑工程为背景,基于连续介质有限元法,对环梁支护体系的结构特性进行了系统的三维数值模拟分析,主要研究了环梁刚度、直径、地下连续墙厚度及土体弹性模量对支护结构变形及内力的影响,得出了一些有益的结论,可为今后类似工程设计提供参考.     

密肋复合墙板在粮食平房仓中应用的可行性分析

密肋复合墙板结构是一种节能、抗震的建筑结构新体系,根据国家墙体材料革新规划,结合目前粮食仓房建筑新型墙体材料研究欠缺的特点,提出将密肋复合墙板结构引入粮仓建筑,对密肋复合墙板的粮食侧压承载力及变形等进行了计算,并将密肋复合墙体与普通黏土实心砖墙体的受力性能进行了对比,就密肋复合墙板在平房仓应用的可行性进行分析论证,分析表明密肋复合板结构应用于粮仓建筑是可行的.     

深水地下连续墙板桩码头施工技术研究

深水地下连续墙板桩码头具有长度大、深水作业、隐蔽性工程多等特点,使得其结构施工质量控制困难。为解决深水地下连续墙板桩码头施工技术问题,文章以山东省某港区23号至25号多用途泊位工程码头施工为研究对象,对深水地下连续墙施工的各个工序进行研究,并采用现场实测的手段对板桩墙体的位移进行监测。结果表明,从施工准备工作、泥浆自备、钢筋加工、成槽工艺、钢筋笼起吊以及混凝土浇筑等全流程分析了深水地下连续墙板桩码头的施工关键技术,成果可直接应用于工程实际;深水地下连续墙板桩码头的施工与变形并非同步发生的,研究案例的地下连续墙垂直位移和水平位移大于200 d后才趋于稳定,地下连续墙仍存在较长时间的工后变形问题。     

框格式地下连续墙的嵌岩深度研究

以桐子林水电站导流明渠框格式地下连续墙及导墙结构为研究对象,根据其真实的地质条件建立了三维有限元模型。基于ABAQUS有限元软件,采用Mohr-eoulomb屈服准则、非关联流动法则,对水平推力最大的工况下的框格式地下连续的施工过程进行了模拟,详细分析了不同的嵌岩深度对墙体变形和应力的影响。由于框格式地下连续墙整体刚度较大,增加嵌岩深度对墙体的变形趋势影响较小,墙体的大部分应力有较大程度的改善,会增加局部位置的应力,对结构的整体稳定有利。可供类似工程借鉴。     

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.