某地铁车站深基坑施工期周围土体地表沉降监测与数值分析

以某地铁车站深基坑工程为研究背景,介绍了该工程周边环境、结构型式及拟建场区的地质条件;根据该工程特点将该工程分为四个典型工况,并根据各个工况结束时测得的基坑周围土体沉降结果,分析了该基坑在开挖过程中土体沉降规律;通过建立三维模型对基坑开挖过程中周围土体沉降情况进行了数值模拟,并将计算结果与实测结果进行对比分析,最终得到基坑开挖过程中周围土体沉降规律及影响范围.本文的研究成果可作为深基坑设计与制定施工方案的科学依据.     

渗流对基坑周边沉降的影响

基坑开挖卸荷，使应力场发生变化，引起坑周地面沉降。基坑开挖降水措施引起的地下水渗流，形成渗流场，用流网进行描述，应用井流原理，由裘布依公式求出水面线，水面线上部的土体由浮重度变化为饱和重度，下部的土体产生了渗透力，这些变化增大了坑周土体固结值。把由开挖产生的应力场与渗流场叠加，并通过有限元模拟，求取基坑周边地表沉降值。通过对一实际工程的对比，其计算值与实测值接近。     

第四纪松散沉积层地下水疏降与地面沉降三维全耦合数值模拟

针对第四纪松散沉积层地下水疏降引起的地面沉降问题,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耦合起来,建立了地下水疏降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,以上海市地铁四号线董家渡段隧道修复深基坑降水为例,模拟预测了基坑中心水位降至标高-23.4 m时基坑周围地下水渗流场与地面沉降变形场的分布特征。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,具有重要的工程实用价值。     

深基坑开挖周边土体沉降形态的模拟研究

为了解深基坑工程中开挖对周边土体沉降变形的影响。在归纳影响基坑开挖周边土体变形行为因素和总结当前地面沉降计算方法的基础上,结合具体工程实例采用以Mohr-Coulomb本构模型的有限差分法模拟基坑支护、降水和开挖过程,分析基坑开挖对周边土体沉降的影响。     

深基坑坑外降水引起土体沉降的有限元分析

深基坑开挖中的降水会引起周围土体沉降。为预测基坑开挖及降水过程中周围土体的沉降,本文采用基于比奥固结理论的有限单元法在大型有限元软件中建立轴对称模型进行了分析。结果表明:该方法可以反映抽水引起的孔隙水压力变化及土体沉降变化规律,是一种实用可行的方法。     

基于GMS的场地基坑降水数值模拟研究

本文基于上海某项目场地抽水试验,通过分析场地水文地质和工程地质条件,采用GMS数值模拟软件建立该场地地下水三维渗流与地面沉降耦合模型,通过拟合水位和沉降观测孔数据对模型进行识别验证,获取了修正后的水文地质参数。用此模型预测了基坑降水方案实施一周后场内地下水稳定水位以及抽水三个月后引起的周围土体沉降空间分布,并通过分析比较计算出了该基坑降水方案下防渗墙的最优设计深度,为降水方案的可行性评估和优化设计提供了科学依据。     

深基坑承压含水层降水对地面沉降的影响

随着上海超深基坑工程不断增多,使得基坑工程承压降水引起地面沉降受到重视.本文以上海某修复工程深基坑承压层减压降水施工实例,基于Biot固结理论,采用适合基坑开挖的Hardening-Soil本构模型,针对三种不同渗流特征的降水方案,通过渗流-应力耦合分析,分析探讨了深基坑承压降水施工对坑周区域地面沉降的影响因素、范围和程度.基坑降水(压)是基坑工程施工过程引起区域性地面沉降的主要原因.     

考虑土体各向异性的深基坑开挖有限元法分析

作者将各向异性弹塑性模型引入到比奥固结理论有限元法中，对深基坑开挖进行了考虑土体各向异性的分析和模拟计算，并通过一深基坑工程实例，对深基坑开挖过程中所引起的基坑周围水平、竖向位移等进行了计算，并将计算结果与不考虑土体各向异性的情况及实测结果进行了比较。     

考虑流-固耦合效应的基坑水土压力计算

深基坑开挖基坑内外产生水位差,地下水绕过围护墙底部向基坑内渗流影响围护墙上的水土压力分布.本文总结了基坑围护墙上水土压力的计算方法,针对基坑周围土体成层分布的特点.分析了传统的水土压力分算、合算以及考虑渗流影响的水土压力分算方法.利用岩土工程有限元方法,通过渗流-应变耦合来计算渗流条件下的水土压力,结合工程算例,比较了...     

深基坑工程引起的地面沉降研究

监测数据表明,深基坑会引起周围土体的地面沉降。以上海世博500kV地下变电站基坑工程为背景,运用FLAC^3D软件,建立三维数值分析模型模拟基坑降水与开挖过程,计算结果与监测数据基本吻合。讨论了土体弹性模量、墙体刚度、土体渗透系数对墙后地面沉降的影响。研究表明,土体弹性模量增大,墙后地面沉降量增大,而连续墙刚度和渗透系数对上海世博500kV地下变电站基坑周围地面沉降的影响小。     

软土层对地铁狭长深基坑地表沉降的影响研究

随着我国城市轨道交通的快速发展,地铁地下车站狭长深基坑工程越来越多,尤其是长江中下游和沿海地区城市的狭长深基坑大多开挖于深厚软土场地,对该类深基坑的施工安全造成了严重的威胁和工程事故。鉴于此,本文基于Midas商用软件,建立了土体-围护结构相互作用体系的三维有限元分析模型,通过现场实测与数值计算结果的对比分析,验证了数值分析模型的可行性。通过改变软土层厚度、埋深和开挖深度等不同组合的108个计算工况,系统分析了软土层厚度和埋深变化对地铁狭长深基坑周围地表沉降的影响规律。结果表明:当软土层主要位于基坑底面以上侧向地基中时,软土层厚度变化对基坑周围地表沉降影响较大;地铁狭长深基坑侧向地基中软土层埋深增大时基坑周围地表沉降先变大后变小,且变化转折点为软土层顶层埋深高于基坑底面以上的一定范围内;当软土层埋深较大且较厚时,开挖深度对地表沉降的影响有增速的趋势,即当基坑开挖深度较深时软土层的影响更为明显。同时,根据数值计算结果,给出了软土层厚度和埋深等与地表沉降的统计关系。     

基于BP网络的基坑周围地表沉降影响因素分析

深基坑开挖引起的周围地表沉降问题是一个复杂的非线性问题.利用BP网络处理复杂的、不确定的非线性问题的独特优势,成功建立了软土地区深基坑开挖引起的周围地表沉降的预测模型,并对其影响因素进行了定量分析,找出了主要影响因素并提出了相应的措施.     

软土深基坑单井回灌参数优化与现场测试分析

为解决因深基坑降水和基坑渗漏引起的地表沉降问题,通常在坑外进行地下水回灌,而回灌参数会影响地表沉降控制效果。为了选取合适的回灌参数,采用ABAQUS有限元程序进行滤管长度、回灌井井径、井深、回灌压力对地表沉降影响的敏感性分析,得到如下结论:回灌压力和回灌井井深为控制地表沉降的关键因素,对控制基坑周边的沉降变形相对敏感,在设计回灌井时应首先考虑;而滤管长度和回灌井井径对控制地表沉降变形不敏感。回灌压力越大,控制地表沉降的效果越好,但不能无限制增加回灌压力,应根据回灌井周围密封强度计算回灌压力上限值。回灌井越深,基坑周边地表沉降越小,但应结合地质条件选取合理的井深。将选取的回灌参数用于现场回灌试验,回灌后坑外地下水位明显抬升,有效地控制了基坑周边地表沉降。     

某软土深基坑承压水降压研究及实现

研究对某地铁站软土深基坑的富含承压水、地下水地段采用减压井和局部旋喷封底相结合的方案,提出减压井布置方法,并利用地下水渗流数值模型进行渗流场分析与计算,同时根据基坑开挖及减压降水复合因素,分析了对邻近建筑群的沉降影响.总结了实际施工中承压水减压的情况及相应的地表沉降控制方法.     

基坑开挖及降水引起的地表沉降预测

以随机介质理论、渗流理论和土体压密理论为基础,探讨了一种新的基坑开挖及降水引起的地表沉降的计算方法。推导了基坑降水渗降漏斗曲线方程及考虑水的渗流作用的基坑周边土体中有效应力的计算公式,并由此导出了考虑渗流作用的基坑降水地表沉降计算公式,再利用叠加原理,得到最终的由开挖和降水引起的地表沉降分布计算公式。工程实例分析计算结果表明,距基坑周边8～10m范围以内,基坑开挖和降水引起的地表沉降基本相当,而距坑周20m以外的地表下沉主要由降水引起,因此基坑降水引起的地表下沉不容忽视。本文推导的计算方法能充分反映基坑降水对周边地表下沉的影响,是一种计算基坑开挖及降水引起的地表沉降的有效方法。     

动荷载作用下软土地区基坑开挖周围土体位移研究

软土地区深大基坑开挖对周围土体及构筑物的位移有重要影响。以昆明市某软土区圆形基坑工程为背景,通过分析基坑支护结构、周围土体和动荷载作用下构筑物的位移监测数据,系统研究基坑开挖过程中位移变化的时空效应。结果表明:地表土体位移随着与基坑的横向距离不断增加而减小且基坑开挖对地表土体沉降量的影响范围大于对水平位移的影响范围;当有动荷载作用于软土区基坑周围构筑物时,基坑开挖对构筑物的位移有相对较大的影响;在基坑周围一定范围内,同一点处的水平位移和沉降量的变化具有相关性;基坑周围土体水平位移随深度增加而减小并逐渐趋于0。研究成果拟为类似工程提供借鉴。     

广州淤泥质地层深大基坑开挖中的地层变形特征

软土地区基坑开挖具有明显的时空效应,且极易出现土体变形量过大的情况,进而对周围环境造成不利影响。针对广州某淤泥质地层基坑,采用流固耦合数值模拟的方法对软土地区基坑开挖支护过程中的地表沉降演变规律进行了研究,并通过现场监测数据验证了数值模拟研究的可靠性。     

基坑开挖及降水对坑外地表沉降的影响

考虑降水、支护结构变形以及基坑隆起3个因素引起的基坑周围土体的沉降,根据降水引起土体沉降的机理,运用修正的分层总和法单独计算出由降水引起的周围土体沉降。通过研究基坑开挖引起坑外土体沉降的规律,推导出由基坑开挖引起的坑外土体沉降理论公式。把降水引起的沉降及基坑开挖引起的沉降进行叠加,加入修正系数,最终以简化的理论公式合理地计算出基坑周围土体沉降。具体工程验证表明,推导的理论解析解与实测数据十分接近,能有效预估基坑周围土体沉降,为施工方案编制提供可靠的理论依据,最大限度减少基坑施工对周围环境的影响。     

渗流作用下深基坑开挖抗隆起破坏数值模拟

利用plaxis数值模拟软件,对临河深基坑开挖降水引起的渗流进行模拟计算,通过6组模型在考虑两次降水、多次降水的情况下,研究改变土质、地下连续墙入土深度、坑内工程桩对深基坑抗隆起稳定性的影响。研究结果表明,两次较为深度的降水土体的位移回弹和沉降量会很大,连续墙的设置插入比近似在0.5,可以发挥它的最大性能,过深的连续墙对基坑抗隆起的影响会减小。在渗流条件下基坑开挖的最底层,桩周土体也会因为水压力造成较大的位移回弹呈现土体的回弹量高于桩体的回弹量。该结果可以为进一步研究渗流对深基坑支护体系的影响提供参考。