考虑渗流应力耦合作用的深基坑开挖变形研究

基于土体渗流应力耦合效应及本构理论,针对某场地地下水埋深较浅、粉质黏土和粘土分布较厚的深基坑工程建立了相应开挖支护三维有限元模型.通过室内试验测定了基坑土体的修正剑桥本构关系参数并将修正剑桥本构关系应用于基坑开挖支护的数值模拟分析中.分别研究了基坑开挖过程中有无渗流-应力耦合效应的基坑整体变形、支护结构位移、坑外地表沉降及坑底回弹情况.研究结果表明:1含水粉质黏土和粘土采用修正剑桥本构关系较合适;2考虑渗流应力耦合作用时基坑支护结构水平位移、坑外地表沉降及坑底回弹量分别是未考虑渗流应力耦合作用时的0.57倍、0.07倍、0.59倍,基坑开挖变形应充分考虑渗流应力耦合作用;3坑底超前降水能显著减小坑底隆起.     

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.     

超大环形支撑深基坑支护设计与监测分析

以淮安黄泛平原区某超大深基坑工程为背景,根据地质和周边环境等条件,对基坑支护结构进行选型和设计,并对基坑开挖过程中支护结构和周边环境变化进行监测和分析。基坑采用地下连续墙和钻孔灌注桩加等厚度水泥土搅拌墙(TRD)作为围护结构,采用两层三圆环钢筋混凝土作为支撑结构。结果表明：基坑各边围护结构和周边地表变形趋势基本一致,变形量小,呈现明显的时空效应;地下连续墙和TRD作为全封闭止水帷幕止水效果良好,基坑施工期间的坑内降水对坑外地下水位影响较小;在环形支撑体系中,环梁支撑轴力大于辐射撑和角撑轴力,围护结构传递过来的荷载主要由环梁承担。     

渗流作用下的基坑变形分析

以深厚饱和软土地区的南京某基坑工程为例,基于地下水渗流因素对基坑变形数据系统分析,总结其在渗流作用下的变形规律.进一步借助有限元软件Midas/GTS的渗流模块,开展考虑渗流前后的基坑变形模拟分析.研究表明:考虑渗流作用下的地表沉降量较之前增加约22.9％,经分析,该部分除固结沉降外多由渗流诱使地连墙位移所致;另外,渗流力对地连墙底部作用尤为明显,其位移量较未考虑渗流增大2.9mm,故渗流作用下地连墙底部加固问题应在基坑施工时给予足够的重视.     

渗流对深基坑开挖及支护过程的影响

利用FLAC3D软件对哈尔滨市金都大厦项目深基坑工程进行基坑开挖卸荷过程与支护过程的数值模拟,分析考虑渗流与否两种情况下,基坑侧壁沿长度方向和深度方向的变形分布及支护结构的内力分布情况。计算结果表明,考虑渗流作用后,随着土层应力的释放,基坑侧壁的最大位移和基底的隆起量均有所增大;桩身弯矩有所增加,最大弯矩发生在桩长的中部偏上处,呈中间大两头小的规律;降水开挖过程中桩体变形量及锚杆轴力也增大。该结果为进一步研究深基坑工程中渗流对支护体系的影响提供了参考。     

考虑非饱和区变形的基坑降水沉降分析

传统的基坑降水渗流沉降耦合分析中,通常未考虑非饱和区的变形以及土体的非线性特征.本研究基于非饱和土有效应力理论,考虑土体孔隙特征及渗透性随应力状态的动态变化,建立了基坑降水饱和—非饱和渗流沉降耦合模型.利用Flex PDE软件编制计算程序,对一典型基坑降水模型进行了计算分析.分析结果表明,渗流—变形耦合效应会对地下水渗流场的分布造成一定影响,而孔隙度、饱和渗透系数变化对地面沉降的影响则具有时间效应;基坑降水初期,地面沉降速度较快,降水中应该引起格外重视.     

降水开挖中深基坑变形数值分析

基于渗流理论,运用FLAC3D软件对南昌市某深基坑的开挖变形进行数值分析。通过模拟得到深基坑在不同开挖深度的水平位移、竖直位移分布规律,并进一步针对基坑在不同的支护措施下变形特征进行分析。研究结果表明:工程中所采用支护体系将坑外地表沉降及围护桩的变形控制在允许范围内,保证了基坑的稳定性,这可为基坑工程设计和施工提供参考。     

紧邻地铁半圆内支撑深基坑受力及变形特性数值研究

基于紧邻地铁车站及区间箱型隧道的昆明某超大型半圆内支撑深基坑工程,结合现场实测数据,对深基坑开挖过程进行仿真数值模拟;在此基础上研究紧邻地铁半圆内支撑深基坑受力及变形特性。研究结果表明:1超大型半圆内支撑体系有效地限制了地下连续墙的侧移,该设计方案成功、合理,可为昆明地区类似基坑设计提供借鉴;2半圆内支撑体系在圆弧端点处剪力、弯矩较大,需加强此处的支护结构;3半圆内支撑体系在圆弧拱顶处侧向位移较大,设置对称可有效地控制其变形;4侧方地铁结构对地下连续墙的侧向位移具有抑制效应,且抑制效应随距离的增大快速衰减,在基坑设计时可考虑此效应并结合地铁保护要求及基坑安全等级要求得到最佳方案。     

相邻双基坑开挖相互影响二维性状分析

以某实际相邻双基坑工程为原型,利用PLAXIS建立相邻基坑开挖的二维模型,采用HS土体本构模型,分析相邻基坑同步开挖对土体位移、支护结构变形与内力的影响;考虑不同开挖工序和不同基坑间距,分析相邻基坑开挖的影响范围和基坑支护结构在不同开挖工序下的变形特征.对相邻基坑同步开挖下的支护结构位移进行了实测.结果表明,邻近基坑开挖卸荷对基坑间土体沉降、坑底隆起、坑外地表沉降、支护结构内力与变形等产生明显影响.相邻基坑间距、开挖顺序和支护方式是其主要影响因素.     

钻孔咬合桩在环形深基坑保护高层建筑物中的应用

文章通过对南京某电力项目基坑工程钻孔咬合桩在环形基坑中的施工工艺、受力特点、基坑开挖过程中基坑变形、周围土体沉降和临近高层建筑物沉降监测数据分析,总结出咬合桩支护在开挖过程中的土体变形特点,说明该支护方式在深环形基坑临近高层建筑物的情况下,能有效控制土体的位移及沉降,从而保证基坑结构及临近高层建筑物的安全。     

基于修正Mohr Coulomb模型考虑非饱和效应的基坑开挖

建筑施工的第一步便是开挖基坑,影响基坑及周边建筑稳定性的因素众多,而针对基坑的研究往往忽略了降水渗流的影响以及由此带来的非饱和效应。基于北斗GNSS监测参数反演,在考虑非饱和效应的基础上,以湖南常德某基坑开挖项目为背景对施工全过程进行了仿真模拟。并对内支撑轴力、渗流以及非饱和效应、坑外土应力分布进行了分析研究。研究表明：①基坑开挖阶段对坑外土体的扰动相对支护施工阶段更大;②非饱和效应对基坑稳定性的影响较小且主要体现在对其坑外土体沉降的影响;③矩形基坑四个角位置的内支撑会出现拉应力集中。     

黏性土桩锚基坑冻胀模型试验及其响应分析

黏性土地区基坑的冻胀效应对于工程施工和支护方案设计影响至关重要.结合东北某基坑工程,现场取样,利用室内模型相似试验,得出了黏性土地区桩锚基坑冻胀的力学变形规律,以及冻土压力与位移的函数关系,在此基础上引入支护结构协调变形方程,应用有限差分原理,考虑桩土相互作用,得出冻胀桩锚基坑支护体系的计算结果.基坑冻胀实例表明,桩锚体系考虑冻胀力影响的基坑施加冻胀作用的计算方法,更接近工程监测实际情况,可以在类似工程中推广应用.     

锚桩支护条件下深基坑蠕变变形的时空效应分析

深基坑在开挖及支护完成后,由于土体的蠕变特性,变形依然呈少量增加,变形的时空效应在锚桩支护条件下的深基坑工程的实践中表现明显.监测资料数据显示,作为研究对象的基坑边坡中部变形最大,通过非线性回归分析,预测其稳定临界值,得出变形值随着时间仍有一定的增长,表明基坑在开挖结束后的蠕变变形不容忽视.而分段施工及分部位加固支护是时空效应现象在深基坑实际工程中应用的有效措施.     

复合土钉墙支护基坑颗粒流数值模拟研究

利用基于离散元理论的颗粒流软件PFC3d建立基坑开挖土钉支护的三维颗粒流模型,通过分析有复合土钉墙支护基坑和无复合土钉墙支护基坑数值模型的位移场和应力场,研究复合土钉支护基坑开挖过程的规律和土钉支护的机理。由于复合土钉的作用,复合土钉墙支护基坑和无复合土钉支护基坑在变形程度和变形模式等方面存在较大差异。复合土钉墙支护基坑挡墙变形较小,出现“两头小、中间大”的大肚状变形模式,坑底隆起量和墙后土体沉降量相对于无土钉墙支护基坑均较小。利用土拱效应来分析复合土钉支护机理,认为土钉支护作用不仅仅是土钉和土体之间相互拉拔作用,土拱效应才是复合土钉墙支护作用机理的关键。细观机理研究和颗粒流数值模拟为复合土钉墙支护基坑的机理研究提供新的思路和方法。     

环形支护体系在石夏北深基坑中的应用

为论证环形支护体系的优缺点及适用性,促进环形支护体系的发展和广泛应用,结合石夏北深基坑工程实例,从工程概况及地质条件、支护方案设计、支护结构计算、基坑施工及监测成果等5个方面对环形支护体系的应用进行了详细的分析与研究,结果表明:环形支护体系较传统基坑支护方法具有整体刚度大、变形小、施工空间大、受力性能好等明显优势,但设计计算与实际受力不符,需进一步研究和完善,应提高施工质量与技术,减小环梁的不均匀沉降等。     

考虑渗流作用的非止水支护土压力计算

为了得出渗流作用下基坑中采用非止水支护结构土压力计算新方法,采用理论分析侧向圆弧渗流对土压力的影响,得到土压力的渗流等效系数,并采用算例结果分析的方法对土压力进行验证。研究结论表明,对于现行设计规范的土压力计算中没有考虑渗流的作用而又相似的基坑工程提供了可参考的土压力计算,并有助于新土压力计算理论的形成。     

渗流-应力场耦合作用下苏州工业园区某地下车库基坑的变形分析

地下水渗流对基坑变形的影响成为当前研究的热点,以苏州工业园区某地下车库基坑为例,采用ABAQUS模拟基坑开挖及支护过程,分析基坑开挖过程中的变形及渗流场规律。结果表明：在开挖间歇期的坑外地表沉降量均比同期开挖结束后的沉降量要小,而基底隆起量比同期开挖结束后的隆起量要大。每步开挖间歇结束时,围护墙的水平位移有所减小。随着开挖的进行,围护墙周围的水头等势线越来越密,地面沉降形状为下凹的盆地形状。     

严重偏压作用下非对称基坑的变形及受力特性

为了研究严重偏压作用下的非对称基坑变形及受力特性,依托福建省厦门市某非对称工作井基坑工程,通过现场监测方法分析非对称基坑在严重偏压作用下围护桩变形特性与支护内力响应.结果表明:在严重偏压作用下,非对称基坑围护桩桩顶整体产生旋转变形,桩身将产生两个方向的水平位移,切向水平位移存在悬臂状和“凸肚”状两种不同的变形模式;超挖、降雨等恶劣情况将严重影响非对称基坑围护结构变形及支护受力;设计、施工和监测应充分考虑基坑的非对称特性,单一考虑围护桩法向变形不利于工程风险控制.     

基坑阳角对地下连续墙变形的空间效应数值分析

本文以地下连续墙为支护体系的基坑为研究对象,利用三维数值分析研究基坑的角部空间效应对地下连续墙变形的影响。通过建立具有不同角度阳角及不同尺寸的基坑模型,分析在不同情况下基坑角部空间效应对地下连续墙变形的影响。     

地下水渗流对基坑侧压力的影响

为研究地下水渗流对基坑侧压力的影响,针对经典算法结果偏差较大的现象,从理论上分析了地下水渗流对基坑主动区侧压力和被动区侧压力的影响机理,考虑了地下水的渗流作用,采用有效应力原理,提出了计算基坑支护结构侧压力的新方法。实例分析结果表明,新方法的计算结果与实测值相符,更能反应工程实际情况。