基于随机介质理论基坑降水引起地表沉降计算

针对基坑降水引起周边土层沉降问题,考虑到土体重度的变化和渗流力的影响,提出了一种以随机介质理论计算地表沉降量的方法。利用降水漏斗曲线对降水周边土层进行划分,基于有效应力原理和固结理论分析了降水前后土体重度和渗流有效应力的变化及微小土单元体压缩量,并通过随机介质理论计算基坑周围地表沉降量。以某基坑降水施工为背景,结合理论分析表明:计算方法得到的地表沉降分布与实测值整体上较为接近,在1.5倍开挖深度范围内精度较高,同时降水引起地面沉降也较大,1倍开挖深度处地面沉降最大值,约为25.53 mm;基坑降水引起周围土体重度的变化是影响地面沉降得主要因素,渗流力影响仅为15%。研究内容可为估算基坑降水引起地表沉降量提供参考依据。     

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.     

基坑降水引起地表沉降计算系数Ms的修正

结合武汉市Ⅰ级阶地工程地质特性,为更准确预测基坑降水引起的地面某点沉降量,通过运用有效应力原理及土体沉降理论,改进了基坑降水引起地表沉降的计算方法.根据地下水渗流特点,结合分层沉降监测数据曲线,探讨了各土层在降水过程中的分层沉降规律,验证了导致地表沉降的主要压缩层为交互层(黏土夹粉砂、粉土).通过工程实例,仅计算交互层...     

双层地基基坑降水-防渗-回灌耦合模型沉降控制研究

针对双层复合地基基坑降水过程中极易引发地基渗透破坏和基坑周边建筑物沉降等问题,为真实模拟现场双层地基三维渗流条件,自行研制了室内大型渗流试验装置,开展了双层地基基坑降水-防渗墙防渗-回灌井回灌的耦合模型试验.试验表明,相对于降水-防渗条件,增设回灌后,基坑外上排测压管水头抬升近10.7%,下排测压管水位抬升约3.1%;各测压管外侧水头比内侧平均高出约2.75%,说明在基坑降水-防渗的同时进行坑外回灌可以有效地提高基坑外回灌井底端土层以上区域的水头高度,减小基坑外建筑物的沉降.运用FLAC3D软件对坑外沉降进行数值计算,进一步印证了模型试验中降水-防渗-回灌耦合模型对沉降控制的效果.相关研究成果对复合地基降水过程中的渗透变形及地基沉降控制有一定的参考价值.     

基坑开挖降水地表沉降计算

基于竖向渗流假定和有效应力原理研究了基坑开挖降水引起的坑内外土中应力变化及周围地表沉降计算方法,推导了竖向有效应力和沉降计算公式。分析表明,地面沉降的大小取决于坑外降水深度和坑内外水头差,也与土层的渗透性密切有关;加固坑底土层并使其渗透性降低能有效地减少坑外地表沉降。     

二元结构土层分布区工程降水诱发地面沉降变形研究

基于南宁市地铁1号线广西大学站上部为透水性较差的黏性土层,下部为透水性好的砂砾石土层,在分析基坑降水诱发地面沉降机理的基础上,探讨二元结构土层中附加应力和压缩土层分层厚度的确定方法,最后通过分层总和法计算得到因降水引起的地面沉降.研究结果表明:计算得到的地面沉降与实测沉降基本吻合,表明所提出的沉降参数确定方法合理、可靠,对类似工程具有借鉴作用.     

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.     

北京地铁四号线北宫门车站基坑的降水工程设计

以北京地铁四号线北宫门车站施工场地土层性质、水文地质条件及周围环境特征为基础,结合工程特点,分析了车站基坑施工过程中可能出现的问题,对降水方案进行了设计,得到了各不同降水参数。根据所设计方案进行了工程降水施工,降水效果表明了设计方案的可行性。     

深基坑降水与地面沉降变形三维耦合数值模拟

以比奥固结理论为基础，考虑土体的非线性特征及土的渗透性随应力状态的动态变化，将地下水渗流场和土体应力场进行耦合，建立了深基坑降水与地面沉降变形的水土全耦合三维数学模型，并采用三维有限元数值分析方法，以上海市环球金融中心深基坑降水为例，模拟预测了基坑中心水位降至标高-23．4m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征．结果表明，该模型稳定性好，收敛速度快，能模拟复杂三维地质体和整个基坑降水工程的结构。     

基于ABAQUS的单井抽水试验数值模拟

基坑降水在基坑施工中起着重要作用,但降水会对周围环境造成不利影响,譬如引起地面沉降现象。以上海地区某现场抽水试验为例,应用有限元分析软件Abaqus,建立三维地面沉降模型,将土体应力应变与渗流进行耦合,进行有限元计算,分析了抽水过程中孔隙压力的变化以及沉降的分布。数值模拟结果表明,抽水引起的竖向位移明显大于水平位移,最大竖向位移并非发生于地表,各个土层压缩或拉伸的变形状态也不一样。     

悬挂式止水帷幕基坑降水引起坑外地面沉降计算方法

悬挂式止水帷幕的挡水效应能够减轻基坑降水对周边环境的影响,但帷幕插入深度与坑外地面沉降之间的定量关系尚不明确.本文基于有效应力原理,并根据渗流场和应力场的部分耦合关系,考虑地下水位下降引起的土体孔隙比和压缩指数变化,通过止水帷幕插入深度与水位降深的关系提出了不同止水帷幕插入深度下潜水含水层中基坑降水引起坑外地面沉降的计算方法.结合室内渗流模型箱试验对所提方法进行验证,结果表明地面沉降的试验监测结果与计算结果基本一致,从而为准确预测地面沉降和设计合理的止水帷幕插入深度提供了重要参考.     

基坑降水引起坑外建筑桩基均匀沉降的计算方法

基坑降水引起坑外既有建筑桩基沉降过大的工程案例时有出现。基于基坑降水引起坑外建筑桩基沉降产生的机理分析,分析了基坑降水引起坑外地下水水位的变化规律,建立了计算桩基均匀沉降的地下水位简化计算方法以及有效自重增量计算方法,给出了详细的基坑降水引起坑外桩基均匀沉降的计算步骤。以扬中某基坑工程为例,说明了该方法的可行性和合理性,为基坑降水预测周边建筑的桩基沉降提供了有效且简便的方法。     

西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算方法

为保证西北地区地铁建设的顺利进行,通过对西安和兰州的地铁车站深基坑降水工程进行研究分析,总结地铁车站深基坑降水引发基坑周围地面沉降变形的附加沉降估算公式和考虑渗流力作用的沉降计算公式,并结合实际工程对两种理论计算结果与实测沉降结果进行对比分析.结果表明:附加沉降估算公式的计算结果相对于实测沉降结果偏保守,应代入经验系数使结果更符合实际情况;考虑渗流力作用的沉降计算公式相比于附加沉降估算公式在精度上有很大提高,与实测沉降结果较为接近,可作为西北地区地铁基坑降水对周围环境影响的计算公式.     

悬挂式止水帷幕基坑控水优化方法

基于地下水渗流连续性原理并结合达西定律,推导出了止水帷幕在不同插入深度下的圆形基坑涌水量计算公式.在此基础上,借鉴我国船舶工程中广泛采用的阻力系数法,提出了考虑悬挂式止水帷幕的地表沉降量计算方法.最后综合涌水量和地面沉降计算方法,以控水成本为目标,以基坑涌水量和坑外地面沉降量为约束条件,建立了一套完整的兼顾基坑设计安全性和经济性的悬挂式止水帷幕基坑控水设计优化方法,并以北京市通州区某工程场地为例,对所建立的控水优化方法进行了具体应用.     

基于不同土体本构模型的黄土地区深基坑稳定性分析及评价

选择两种不同假定的土体本构模型:H-S模型和M-C模型,借助PLAXIS有限元软件进行黄土地区深基坑的稳定性分析,并与条分法计算结果做对比.总结出如下结论:由于H-S模型相较于M-S模型在卸荷时表现得更硬,更能体现黄土较好的直立性与较高的强度,得出的安全系数更高,更适合黄土地区基坑稳定性分析;预应力锚杆的施工改变了土体的位移场和应力场,使得潜在滑移面向着土层深处发展,显著提高了基坑的稳定系数,对于基坑稳定有极大的贡献;相较于传统条分法,强度折减法具有很强的优势,不用划分土条并假定条间力和力矩,直接对土体参数的折减更符合实际情况,得出的安全系数更精确,更能反映土体滑移面的形成过程.     

相邻桩锚基坑开挖变形相互影响数值分析

以两个相邻桩锚支护的基坑工程为实例,基于小应变硬化土(HSS)模型,通过Z-Soil岩土有限元分析软件建立数值计算模型,分析相邻基坑开挖对基坑变形的影响.分析结果表明:相邻桩锚基坑开挖明显减小排桩桩顶水平位移、排桩深层水平位移、坑间土体深层水平位移和坡顶水平位移,对于桩顶水平位移的影响最为显著;相邻桩锚基坑开挖也增大坑间地表沉降,产生的沉降接近两个单坑引起的沉降叠加,最大沉降位置出现在两基坑的正中央;相邻桩锚基坑的支护设计宜考虑相邻基坑开挖的影响,宜以变形不超过单坑开挖产生的水平位移为控制基准.     

临河富水砂卵石层深基坑降水方案分析

对于临河深基坑,临河侧地下水控制是基坑设计的关键问题。本文针对某临河富水砂卵石层深基坑工程,分别采用《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）、《管井技术规范》（GB50296-2014）和临河基坑涌水的理论公式进行降水方案设计,并采用地下水渗流数值方法辅助计算,优化了临河基坑降水的设计方案。根据《建筑基坑支护技术规程》、《管井技术规范》降水计算结果,基坑管井间距为20m,然而工程实践中发现基坑靠近河流侧出现了积水。结合临河基坑的理论公式和典型管井段的数值模拟结果,优化靠近河流侧的基坑降水方案,确定基坑靠河流侧的管井井距在9m-10m之间,并据此成果在沿河侧新增了13个降水管井,解决了本项目临河侧基坑积水问题。     

地铁车站不同工况减压降水对环境的影响

为了研究不同工况下基坑降水对周边地下水位变化和地表沉降的影响,采用"现场抽水试验—水文地质参数反演—数值模拟计算"的一体化手段,运用MIDAS/GTS数值分析软件,对苏州地铁4号线某车站基坑降水建立了三维有限元分析模型,模拟计算不同的降水方案设计下所产生的基坑外地下水位变化和地表沉降,并对其进行对比分析。结果表明,不同的降水施工工况对周围环境的影响大小不一,在进行降水设计时需对不同降水工况设计下的环境影响进行预测和评估,使降水对周围环境影响最小,以实现降水方案设计的最优化。     

软土深基坑高压力水头承压水突涌治理与研究

在软土深大基坑开挖过程中,高水头承压水对基坑的威胁不容轻视。依托于长江北岸某软土深基坑高压力水头承压水突涌事故,从降低承压水水头方向入手,通过理论计算和数值模拟对比分析现场监测数据,研究通过减压降水降低坑内外承压水水头的工程措施,实现对高压力水头承压水导致的基坑突涌事故的治理。结果表明:坑外施工降水井进行减压降水对于基坑突涌的治理效果显著。