土岩组合地层基坑开挖对下卧隧道变形影响模拟分析

目的 以济南CBD中心绸带路-礼耕路站区间基坑工程为背景,探究土岩组合地层中基坑开挖对下卧隧道运营安全影响。方法 通过三维数值模拟着重分析土岩组合地层中土岩分界面上下岩土强度参数黏聚力c、内摩擦角φ和弹性模量E、土岩交界面位置、围护桩嵌固深度等变化对隧道变形的影响规律。结果 基坑开挖下卧隧道拱顶和拱底均向上浮动,拱腰向内压缩;当土岩分界面处于基坑开挖范围内时,改变土岩地层强度和刚度参数、围护桩嵌固深度、对隧道变形影响较弱;随着土岩组合地层分界面从基坑范围下移到坑底以下隧道拱顶以上以及隧道开挖范围内,隧道拱顶上浮增幅量会逐渐非线性增大,收敛变形会线性增加。结论 土岩组合基坑开挖相较于纯土层基坑开挖对下卧隧道影响显著减小,但受土岩组合设计参数影响大。     

地铁吊脚桩深基坑围护结构及土体变形规律

通过分析典型"土岩二元结构地层"深基坑的特点,选取青岛地铁李村站的吊脚桩深基坑作为研究对象,采用ABAQUS有限元仿真计算,并结合大量现场监测数据分析的方法,对吊脚桩深基坑围护结构及土体的变形规律展开了研究。研究结果表明:"土岩二元结构"地层深基坑具有和土质基坑或岩质基坑显著不同的特点;随着基坑开挖深度的增加,围护结构的侧移逐渐增大,最终的侧移形态为上部小、中下部大的"花瓶形";地表沉降随基坑开挖深度的增加而增加,在开挖深度小于2 m时,地表沉降表现为"三角形"模式;随着开挖深度增加至6 m,沉降模式由"三角形"转变为"凹槽型",此后沉降形态保持为"凹槽型"不变。基坑深层土体沉降曲线性状与地面沉降相似,但沉降的影响范围随着深度的增大有所减小,土岩界面以下地层受上覆土层开挖卸荷而产生的回弹影响非常小。     

锚索双排桩深基坑开挖受力特性研究

通过对实际工程锚索双排桩深基坑的开挖计算分析,研究矩形布桩方式的双排桩受力变形特征。结果表明:(1)前排桩开挖面以上主要承受被动土压力,开挖面以下主要承受主动土压力;(2)受冠梁的约束,前后排桩顶部位移相同,但桩顶以下前排桩的位移小于后排桩的位移;(3)锚索只对双排桩的剪力分布有较大影响,对弯矩分布、最大弯矩值、位移的影响较小;(4)后排桩基坑开挖面以上土压力为主动土压力,在基坑开挖面以下土压力主要为被动土压力。     

桩锚支护上土下岩地层深基坑沉降与变形分析

随着基坑开挖深度的不断加深以及地层分布的变化,建筑工程中遇到了大量的上土下岩地层深基坑.以特殊土岩组合地层深基坑工程为背景,对上部土层采用桩锚支护,下部岩层采用放坡开挖的组合支护稳定性进行分析,并结合监测数据对基坑变形规律进行研究.然后采用PLAXIS 3D软件建立有限元模型,计算分析不同施工阶段基坑水平、竖向变形以及...     

基于极限平衡法的临河基坑有限主动土压力分析

针对临河基坑与河流之间形成的有限宽度土体,根据静力平衡条件建立方程,得出破裂面在不同位置时主动土压力的计算公式。通过算例分析进行比对,结果表明有限土体土压力呈非线性分布,随着临河距离与基坑深度的比值(b/H)逐渐减小,土压力增量也逐渐减小,到达一定深度后,有限土体土压力将远小于朗肯土压力值。与有限元软件PLAXIS模拟结果比较表明,该公式更接近有限元解,且当0.6b/H0.86时,可能存在有限土体主动土压力值大于朗肯土压力计算值的情况。该计算方法可为相似基坑支护设计的初步计算提供一定指导。     

临河基坑有限成层土体主动土压力计算

为探究临河基坑有限成层土体主动土压力的大小,以开挖基坑与河流之间的有限土体为研究对象,通过研究有限土体滑裂面的不同情况,得出了不同情形下的主动土压力表达式。通过算例分析,验证了公式的准确性。结果表明:均布荷载并不会对有限成层土体主动土压力的变化趋势产生影响,改变的只是数量的大小;开挖基坑临河距离对于较浅的开挖基坑影响较小,而随着基坑深度的增加,不同临河距离对应的有限土体主动土压力合力之间的差距逐渐加大,但最终趋于稳定;分层土条件下的主动土压力合力与嵌固深度呈正比例关系,同增同减。同时,随着基坑开挖深度的增加,嵌固深度对于主动土压力合力的影响也越来越显著,在开挖基坑较浅时,嵌固深度对于主动土压力合力的影响相对较小。     

土岩结合地区某深基坑变形监测与数值模拟分析

青岛地铁火车站深基坑建设是在土岩结合复杂地质条件下进行的大断面基坑开挖建设。该文借以有限元分析软件,建立基坑开挖土岩体与支护结构的数值分析模型,通过分步施工步骤进行计算分析,最终得出与实际监测相符的计算结果,验证了通过有限元计算来预测基坑变形的可行性,并得出土岩结合地质条件下基坑变形一般规律的结论,以期能为类似工程提供一定的设计参考价值。     

北京地铁车站深基坑主动土压力实测研究

土压力的大小与分布是深基坑支护结构设计的重要问题。基于北京地铁车站的土压力实测结果,研究主动土压力随基坑开挖的变化规律,进而分析主动土压力的分布模式与合力作用点的位置,并与国内类似工程进行对比。研究结果表明:基坑开挖过程中,主动土压力先增加后不变,在桩后近似呈梯形分布,转折点位于桩顶下14m处;合力作用点位置几乎不随基坑开挖深度而发生变化;实测主动土压力小于理论值,其原因与理论计算方法、土体固结、围护结构刚度与变形以及施工因素有关。研究结果对认清桩后侧主动土压力变化规律有重要意义,并可为类似工程提供参考。     

土岩深基坑桩-撑-锚组合支护体系变形特性

以青岛地区特有的土岩组合地质条件为背景,通过Plaxis有限元模拟和现场监测相结合的方法,探讨土岩组合深基坑中围护桩、钢支撑与锚索组合支护体系的协同作用及基坑变形规律。通过不同支护形式的对比分析得到围护桩桩身水平位移、基坑周边地表沉降分布规律;从开挖步、钢支撑预应力及锚索预应力的变化分析得到围护桩桩身水平位移、弯矩及剪力的分布规律。研究结果表明:基坑变形和周边地表沉降模拟结果与实测值结果吻合较好,基坑的变形主要发生在基坑上部软弱土层,采用桩–撑–锚组合支护体系在青岛地区具有很好的实用性。研究成果可为类似土岩结合地区深基坑支护设计提供参考。     

硬粘土基坑开挖土压力变化规律分析

为了研究硬粘土基坑开挖土压力变化规律，利用数值模拟软件FLAC^3D，研究了硬粘土基坑在无支护开挖过程中主动区、被动区土压力以及坑脚处集中应力的变化规律。模拟结果表明：经典Rankine理论不适合于硬粘土土层土压力的分析研究：基坑开挖主动区土压力与深度呈正定线性关系;基坑被动区土压力在坑脚附近形成近似矩形的应力集中区域；位于开挖侧面上的突变应力，存在于1．0-1．2倍开挖深度的土层区域内，其值是相应深度处静止土压力的1．0-1．8倍。     

双排桩支护结构土压力的数值模拟

为了更准确的设计双排桩支护结构,结合FLAC3D软件,运用数值模拟方法研究了双排桩土压力的分布.研究表明:前、后排桩桩前被动土压力分别呈S形和线性分布,其值接近静止土压力,后排桩桩前土压力在基坑开挖面以上小于静止土压力,以下大于静止土压力;前、后排桩桩后土压力较接近静止土压力,基坑开挖面以上小于静止土压力,以下大于或存在大于静止土压力的部分;各种排距下桩间土对前后排桩桩侧土的压力大致相等.     

岩石风化程度对土岩双元基坑变形的影响

土岩双元基坑是指开挖深度范围内,上部为土层,下部为岩层的基坑。由于下部岩层的力学性质与土层差异较大,因此传统纯土体的一元结构基坑相关理论与经验对该类基坑的适用性较差。本文利用FLAC3D有限差分软件,建立不同岩石风化程度的土岩组合基坑计算模型,研究不同岩石风化情况下土岩双元基坑的变形规律,并用连续-离散耦合模型模拟土+破碎岩石基坑失稳过程。结果表明：若岩层完整,最大水平位移出现在土层中,岩层中水平位移很小;若岩层为破碎状,最大水平位移有可能出现在岩层中;岩层中的粘土夹层也可能是基坑最大变形出现的部位;破碎岩石内部的破坏是同土层同步发育的,最终二者一起发生整体滑移破坏。了解基坑的变形规律,有助于针对性地采取加固措施,对破坏区域的细观研究为基坑支护设计提供了依据。     

硬岩地层超深基坑桩锚支护体系受力与变形特性实测分析

为探究硬岩地层超深基坑桩锚支护体系随基坑开挖的受力与变形演化规律,依托于崂山区某基坑支护工程,对南侧支护完成区域基坑的预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移进行了实时监测,分析桩锚支护体系在该地质条件下的力学性能,探讨锚索轴力急速下降与基坑水平位移增大的影响因素。研究表明：预应力锚索轴力持续、急速的下降与基坑紧邻原状山体的土压力和北侧后挖区域的持续施工有关,工程中采取预应力锚索2次补偿张拉适用效果良好;基坑最大水平位移为19.98 mm,最大竖向位移为12.11 mm,南侧支护完成区域基坑支护体系的变形受后续施工区域的影响明显;桩锚支护体系在硬岩及土岩二元地层超深基坑中具有较好的适用性和可靠性。类似工程支护结构设计应重视周边地质环境、邻近区域持续施工等因素的影响。     

土岩组合地层深基坑桩撑体系变形及受力分析

以青岛地铁1号线胜利桥站施工为工程依托,对土岩组合复杂地质条件下深基坑开挖过程中围护结构桩撑体系的变形及受力特性进行研究,采用现场监测数据分析和有限元软件建模分析方法,研究上软下硬地层条件下基坑开挖土体受力及变形分布规律和基坑围护结构变形规律及受力机理.得出的结论:①桩体位移峰值位置随开挖过程不断下移,且围护桩桩体变形...     

土岩组合地层明挖基坑桩撑体系设计优化

土岩组合深基坑的稳定性与安全性是基坑设计与施工中重点考虑的问题.主要以青岛地区土岩组合地质条件为背景,依托青岛地铁1号线明挖车站深基坑工程,根据不同支撑体系参数对基坑变形与内力的影响,对土岩组合地层明挖基坑桩撑体系进行设计优化,并结合现场实测对优化效果进行评价.结果 表明:首道支撑位于0.5 m时,其对墙体位移和内力的控制效果最优;支撑水平间距在1.5 m时,对墙体的侧移控制效果最好,但6.0～9.0 m时更加利于施工,且更经济;首道支撑位置和水平间距对坑底隆起影响较小;支撑道数为3～4道时,对墙体变形控制效果最好,更加有利于施工且更经济.     

平移模式下刚性挡墙主动土压力的土拱效应分析

根据库仑滑裂面倾角、土拱效应原理和摩尔应力圆,获得微分滑裂体水平面上的平均竖向应力表达式、滑裂面上应力与墙背处应力的关系,以及考虑墙土摩擦角影响的墙背侧向主动土压力解析解.然后根据水平微分滑裂体的竖向静力平衡得到平移模式下的刚性挡土墙侧向主动土压力、侧向主动土压力合力及其作用点高度等的计算式.研究结果表明:墙背侧向主动土压力理论值与实测值吻合得非常好,理论值也大于实测值.研究成果可为平移模式下的刚性挡土墙设计提供有益的参考.     

土岩深基坑微型钢管桩承载性能试验研究

为研究土岩深基坑中超前支护微型钢管桩在不同工况下的承载性能,依托青岛某土岩结合地层基坑工程项目,以1根双排钢管桩的内排桩作为试验桩进行现场试验。通过在桩身表面两侧对称安装应变片,采集各种开挖深度及锚索或锚杆锁定工况下的钢管桩桩身应变值,探讨微型钢管桩弯矩的分布及变化规律。试验结果表明,在试验过程中22个应变片全部存活,所用应变片安装方法具有可行性和可靠性;随基开挖深度的增加,桩身弯矩整体上呈不断增大的趋势,沿深度呈上大下小的分布规律;锚索和锚索的锁定,能够显著减小桩身弯矩,可见双排微型钢管桩结合预应力锚索和锚杆在土岩结合地层基坑中具有较好的支护效果,试验结果可对土岩地层微型钢管桩的设计、施工提供参考依据。     

软土地区深基坑施工监测与变形特性的时空效应分析

软土地区基坑开挖时周围土体及支护结构的变形与稳定受时间、空间效应影响显著。为研究时空效应对基坑地表沉降、基坑外潜水水位、砼支撑轴力及围护桩深层水平位移的影响,以上海陶家宅块地为工程背景,通过对实测数据进行分析,探讨各个监测项目的变形特性。数据分析表明:地表沉降的最大值位于围护墙后约基坑挖深距离处,1～2倍挖深范围内沉降呈递减趋势;坑角位置处内支撑轴力小于基坑中部,支撑轴力在基坑开挖阶段增速较大,在垫层施工完毕,底板发挥作用后趋于稳定;当基坑开挖深度约为围护桩长1/2时,围护桩深层最大侧向位移出现在自然地面±0.00以下,开挖面以上(0.73～0.82)H范围内;软土地区基坑开挖完成至底板浇筑阶段,土体的蠕变是导致基坑变形随时间变化的主要因素。对坑周地表沉降及基坑不同位置处围护结构侧移提出合理的预测公式,有效地对基坑变形进行动态控制以实现信息化施工。     

土岩组合地层排桩支护基坑嵌固深度的探讨

随着城镇化的不断发展,城市用地寸土寸金,地下空间也需充分利用,与之相对应的基坑开挖深度也越来越深,土岩组合地层基坑在丘陵山区城市中也较为常见。本工程为大连市中心某基坑原设计支护桩深度范围内为强风化岩层,由于风化岩层起伏等原因,嵌岩深度内某一区段范围遇中风化岩层,支护桩采用人工挖孔桩,中风化岩层施工较为困难,而且造价也比原设计增加很多,需按照新的中风化地层深度减小嵌固深度,但嵌固深度多少为适宜有待商榷,本文结合成功的工程案例对嵌固深度进行分析,为今后类似工程提供参考资料。     

深基坑土钉支护整体三维有限元分析

运用非线性有限元软件ADINA,建立了一个深基坑土钉支护结构整体三维有限元模型.研究了土钉的轴力、开挖面水平位移、坑后地面沉降、坑底隆起.结果表明:在纯土钉支护结构中,中部土钉受力最大,最大开挖面水平位移出现在开挖面顶部,坑后地表沉降曲线呈"勺子"形状,最大沉降值处距基坑边的距离约为1倍的开挖深度.