不同土体条件下超灌量对桩体位移的影响分析

【目的】为了了解灌注桩桩底位移在不同土体中受超灌量影响的情况,采用数值模拟方法对其进行研究。【方法】选择有限元软件分析灌注桩在不同土体中和不同超灌量下,桩底竖向位移和桩侧土体侧向位移的变化规律。【结果】对于桩长20 m的灌注桩,超灌量在3 m以内时,对桩体竖向位移的影响不大,尚处于允许的误差范围内;在弹性模量小的土体中,桩底会发生更大的竖向位移,在弹性模量大的土体中则相反;桩底土体的竖向位移更多地集中在靠近桩体的部分,尤其是接近桩底的部分;土体的水平位移更多地集中在桩底两侧的扇形范围内。【结论】对模拟结果的分析表明实际工程中超灌量对工程质量的影响较小,本研究成果对类似灌注桩工程有借鉴意义。     

深切河谷应力场分布特征研究

利用数值模拟分析软件,研究了构造应力及卸荷带存在情况下深切河谷应力场分布特征及应力场分带标准。结果表明:1)结合初始应力场特征,可自自重应力与构造应力角度提出应力场分区标准。2)对于无卸荷带的均质弹性边坡,无构造应力作用时,可分为应力释放及应力平稳2个区。有构造应力作用时,可分为应力集中及应力平稳2个区。3)对于存在卸荷带的边坡,则从坡表到坡里可分为应力降低区、应力升高区及应力平稳区3个区。4)由于构造应力场的存在,使得河谷内应力集中的水平明显提高,集中的范围明显变大。5)随着卸荷带厚度的增加,应力集中区向坡体内部相应移动。     

主动区土体加固对深基坑变形及周边环境的影响

为减小基坑变形和保护周边环境,采用高压旋喷桩对基坑主动区加固,采用土体卸载条件下的修正摩尔库伦有限元模型,分析深基坑开挖过程中主动区加固体强度对深基坑变形及周边环境的影响。数值模拟结果表明,主动区土体加固能抑制基坑及周边环境的变形,支护结构水平位移、地表沉降、建筑物不均沉降随着加固强度的增大而减小;经加固后,桩体最大水平位移位置在桩顶,最终减小水平位移达87%;主动区加固会使坑后土体产生“上拱”现象,地表沉降曲线由加固前的“凹槽型”变为“上拱型”;不均匀沉降是评价建筑物安全的重要指标之一,增加加固体强度对初期开挖的建筑物不均匀沉降无显著影响,但能减小最后一步开挖工况下建筑不均匀沉降达90%。因此,主动区加固不仅可以和被动区加固一样抑制基坑变形,同时可以保护临近建筑物安全。     

缩径承台基桩竖向承载力及桩周土体变形

为了探究含缩径缺陷的承台基桩竖向承载性能和桩周土体变形规律,以缩径位于桩体深部为例,对1根完整承台基桩和6根缩径承台基桩进行了室内透明土模型加载试验,得到了桩荷载-沉降曲线。通过数据处理,得到承台沉降4 mm(极限承载力)时的桩周土体位移场。研究了缩径轴向尺寸和径向尺寸对承载力和桩周土体变形的影响规律,给出了承载力的变化原因。研究结果表明：缩径会严重影响基桩承载力,当轴向尺寸为20 mm、径向尺寸为8 mm时,极限承载力损失可达17.59%。承台和缩径周围的土体产生了较大的变形,减少了桩与土之间的相对位移。随着缩径轴向尺寸和径向尺寸增大,土体变形增大。缩径周围和桩端之间的土体发生贯通现象,桩与土体产生了同步位移,且随着缩径尺寸越大,贯通现象越明显。承台和缩径周围的土体与桩之间的相对位移,以及缩径周围与桩端之间的土体产生的贯通现象导致桩的侧摩阻力降低,从而损失了桩的承载力。     

软土基坑分步开挖卸荷时效及其对邻侧隧道影响

为研究软土地层中基坑开挖卸荷时效及其对邻侧隧道影响,设计并实施了相似比为1:20的物理模型试验,得到了基坑围护结构变形、地表沉降、坑底隆起、隧道竖向变形、隧道水平变形以及隧道断面收敛变形等数据。研究结果表明：基坑开挖引起的围护结构最大侧向变形为0.61%H(H为基坑深度),大于上海软土地区地铁车站基坑围护结构最大值的上限0.50%H;分步开挖过程中的墙体侧向变形和地表沉降具有明显的时间效应,卸荷时效对基坑变形的影响随开挖深度增加而增强;基坑开挖引起隧道变形以朝向坑内的水平变形为主,同时伴随少量朝上的竖向变形;隧道侧向变形与相同深度处围护结构侧向变形大致呈线性关系,据此可预估后续开挖引起的隧道侧向变形;基坑开挖引起邻近隧道产生径向收敛变形,隧道断面呈“横向伸长、竖向压缩”的特点,横向收敛约为竖向收敛变形的1.7倍;当隧道与基坑开挖面的竖向净距在0.2H～0.5H时,基坑开挖卸荷引起的隧道变形响应十分敏感,隧道竖向变形随坑底隆起增加而显著增加。     

水库淹没区岩土体文物遗址保护方案研究——以皎平渡山洞遗址为例

皎平渡山洞遗址在金沙江乌东德水电站蓄水后将淹没于水下约90 m,由于水库蓄水及调蓄对地质环境的改变常诱发地质灾害,因此需对其进行保护加固。以皎平渡山洞遗址及其赋存岸坡为研究对象,综合考虑岸坡整体稳定性、山洞遗址局部稳定性以及长周期、高水压下的耐久性,提出了“抗滑桩、桩板墙、坡体注浆、坡表防渗、土方回填注浆、防渗帷幕、坡表锚喷及山洞回填”的综合治理方案。在此基础上,采用有限元法对治理前后库水位升降各阶段的瞬态渗流场进行了分析。结果表明：治理区的浸润线位置变化进程由单向快速抬升转变为双向“包围式”缓慢抬升;山洞遗址区土体饱和时间由18 d延长至148 d,其孔隙水压力变化速率在水位上升阶段由(10～35) kPa·d^-1降低至1.64 kPa·d^-1,水位下降阶段则由10 kPa·d^-1降低至(0.1～0.51) kPa·d^-1。说明该方案可有效减缓治理区地下水位的抬升和土体的饱和进程,并显著降低孔隙水压力的变化速率。     

采动影响区桩身-承台协同作用数值模拟研究

为探究桩基在煤矿采动影响下的水平响应,建立了模拟计算下部开采影响上部桩基-承台的整体模型。采用该模型计算了工作面推进距离不同的3种工况,分析了桩顶-承台连接状态、承台形式对桩身水平位移及弯矩的影响。研究表明：桩基与工作面距离越近,桩身位移越大,桩身弯矩也越大;增大承台尺寸可有效降低桩顶位移;桩顶-承台分别固接和铰接对桩顶位移影响较小,主要区别在于固接桩顶产生较大抵抗弯矩,同时桩身最大正弯矩发生深度相比桩顶铰接时有所下移。     

盾构下穿引起上覆管线变形的简化计算方法

盾构开挖易引起上覆地表沉降变形,进一步会引起上覆既有管线的受力变形响应.基于此,提出了一种盾构开挖引起上覆管线变形的简化计算方法.首先采用Loganathan公式获得既有管线在盾构下穿影响下的附加应力,进一步将管线简化成无限长梁放置在Pasternak地基上,引入无限远端侧向土体位移对既有管线的影响,采用力学平衡法获得管线竖向受力变形控制方程,通过有限差分法获得管线变形及其内力数值解析.案例分析表明：与退化解析对比,该方法计算结果更贴近既有文献工程实测数据,验证了其可靠性.进一步参数研究表明：增大隧道与管线的竖向净距会引起既有管线受力变形的非线性减小;管线变形及其内力会随着地层损失率增大而线性增大;管线抗弯刚度的增大会引起管线变形减小,但会大幅增加管线弯矩.     

卸荷扰动下窄煤柱巷道底板破坏力学行为分析

基于弹性力学和经典矿压理论,以FLAC3D软件模拟矿井窄煤柱巷道开挖后底板的稳定特征,得到了窄煤柱回采巷道开挖前和开挖后底板的应力演化规律和损伤特性.研究结果表明:巷道开挖后,巷道和煤柱底板的球应力值低于原岩应力,实体煤底板则相反,导致巷道底板处于一侧膨胀一侧压缩的非均压状态.开挖后煤柱和巷道底板处于卸轴压和卸围压状态...     

驷马山引江水道切岭段滑坡成因与排渗效果分析研究

滑坡是自然界中常见的灾害之一。文章对驷马山引江水道切岭段滑坡工程实例进行了分析、研究,通过对该滑坡段工程治理措施——竖井结合水平孔排渗措施实施后近20年现场观测资料的分析、研究,滑坡段土体治理前后的稳定性状况计算、分析,认为采用竖井结合水平孔的深层排水措施,滑坡体稳定性状况得到明显改善。