软黏土地层基坑开挖对旁侧隧道影响离心模型试验研究

为研究软黏土地层基坑开挖对旁侧隧道的影响,开展了相似比为1∶120的离心模型试验。试验获得了基坑开挖引起的地层不排水抗剪强度、土体孔隙水压力、隧道周围地层水平向土压力、地表沉降、隧道沉降和弯矩响应规律。试验结果表明:①基坑底暴露导致坑底和隧道周围土体超孔压长时间演变,并伴随着隧道周围地层水平向土压力大小和分布形式的持续变化;②基于竖向有效应力衰减程度的土体扰动度评价方法,发现位于坑底下方0.3倍和0.7倍开挖深度处的土体扰动度分别达到了0.33,0.21;③因既有隧道的约束作用,围护墙外侧地表沉降主要位于Peck(1969年)预测的地表沉降Ⅱ区;④基坑开挖完成后,地表沉降、隧道沉降和弯矩持续发展,开挖完成815 d后隧道总沉降达到了开挖期间沉降的1.6倍。固结和蠕变变形是开挖卸载后隧道变形和内力持续发展的主要原因,实际工程中应尽量减少坑底暴露时间。     

基坑底部土体裙边加固模型试验与数值模拟研究

为研究基坑底部土体裙边加固对基坑变形和内力的影响,分别对未进行坑底加固和采用坑底裙边加固2种工况进行模型试验。在填土过程中预先浇筑加固土体,实现坑底土体加固。在基坑开挖过程中对地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力进行监测。用有限元软件Abaqus对模型试验进行拓展,将基坑变形的计算结果进行极差分析。研究表明,对坑底土体采用裙边加固,可以有效地减小支护结构的侧向位移;坑顶地表沉降虽有减小,但效果不明显;桩身弯矩略小于未进行坑底加固的工况;土体开挖,桩随着坑底下某一点发生转动,造成桩上半部分土压力减小,桩底处土压力增大;裙边加固尺寸中深度相较于宽度对基坑的变形影响更大;土体加固深度与宽度超过一定范围,控制基坑变形的效果有所提高但不明显,加固深度宜取0.3～0.4倍的开挖深度,宽度宜取0.35～0.45倍的开挖深度。     

饱和粘性土挤土桩承载力时间效应的探讨

对饱和粘性土中挤土桩竖向承载力时间效应进行了分析，根据工程实践经验，针对成桩后28d饱和粘性土中挤土桩单桩竖向承载力不达设计要求这一问题，提出一些处理方法。     

超载作用下某深基坑工程桩锚支护数值分析

依托唐山某深基坑工程,采用有限差分数值分析软件FLAC3D,模拟分析了地面超载在不同强度取值和不同作用位置情况下支护结构水平位移和桩身弯矩的变化规律。研究结果表明:地面超载作用位置一定,支护结构水平位移随地面超载取值的增大而增大,最大值出现在距坑底约1/3 H(H为开挖深度)处,而不是坑顶;桩身弯矩绝对值沿桩身呈现先增大后减小的趋势,在坑底附近达到最大值。地面超载取定值,超载作用位置距坑边H范围内,支护结构最大水平位移出现在坑底附近,而不是坑顶;超载作用位置距坑边H范围外时,最大水平位移与无超载时相当;在超载作用位置距坑边0.4 H~0.7 H范围内对最大桩身弯矩绝对值影响显著;研究成果可为类似地质条件下深基坑桩锚支护的设计和施工提供参考。     

粘土中钻孔桩墙支护弯矩的数值模拟与成因研究

在岩土工程开挖中,钻孔桩墙是最常见的挡土结构之一。这些桩必须针对土压力、地震等引起的横向荷载进行设计。由于其自身和相邻结构的工作性,这些桩的最大弯矩是设计的最重要参数之一。本文采用基因表达式编程作为人工智能方法,建立了粘性土中桩的最大弯矩预测模型,输入参数包括开挖深度、桩径、容重、弹性模量和粘性土的粘聚力。输出包括桩的最大弯矩,利用PLAXIS建立的钻孔桩土壁二维模型数据库,通过基因表达式编程（GEP）建立模型。模型预测与PLAXIS数据的比较表明,所提出的方法在表示粘性土中桩的最大弯矩方面是准确和稳健的。     

沉桩挤土效应对临近基坑影响的试验研究

基于模型试验,采用3×3群桩和铝板模拟基坑围护结构的方式,研究了沉桩挤土效应对临近基坑的水平位移、坑底隆起和土压力的影响。试验结果表明,沉桩过程中,基坑受挤土效应的影响逐渐增大。就影响因素而言,基坑平面尺寸越大,其水平位移和坑底隆起变形越大,主动区土压力越小;基坑距桩区距离减小时,基坑水平位移、坑底隆起变形和土压力呈现增大的趋势。试验结果对临近基坑场地上沉桩施工具有重要的指导意义和实用价值。     

上覆分数阶粘弹性饱和场地土位移地震放大系数

考虑土体液相和固相的耦合作用,将基岩上覆场地土视为两相饱和多孔介质。为了考虑饱和场地土的粘弹性特性,其固相土骨架的应力应变关系利用分数阶Kelvin粘弹性模型来描述,建立了上覆分数阶粘弹性饱和场地土在简谐地震波作用下的运动控制方程。运用分数导数的性质并考虑上覆场地土的边界条件和透水性条件求解了上覆分数阶粘弹性场地土在简谐地震波作用下的振动问题,得到了饱和场地土的位移地震放大系数。采用数值算例分析讨论了分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比等参数对位移地震放大系数的影响。研究结果表明,分数导数的阶数、液固耦合系数、土体模型参数、基岩土体剪切模量比对饱和场地土的地震响应有较大的影响,通过压实场地土,可以达到增大液固耦合系数减小地震响应的作用,通过增大饱和场地土的粘性和剪切模量也可以减小地震反应。     

内撑式深基坑承压水抗突涌稳定数值模拟技术

承压水作用下,内撑式深基坑的突涌稳定状态与围护墙水平位移、土压力分布及坑底回弹变形等因素密切相关。建立了深基坑突涌稳定的数值分析模型,分析不同承压水位作用下的坑底突涌破坏机制、稳定性及相应的基坑变形性状,并与已有分析方法作对比。分析结果表明,承压水作用下,基坑围护墙内侧隔水层表面剪切应变最大,是突涌破坏的最危险位置。随着坑底承压水位的升高,隔水层内的剪切应变增量逐渐变大并向下部土层发展,最终在隔水层与承压含水层界面处产生楔裂破坏,隔水层整体顶升破坏。同时,基坑变形状态表现为,围护墙弯矩和水平位移逐渐增大,被动侧土压力逐渐减小,最终围护墙发生踢脚破坏,坑底土体大量隆起回弹。相对于压力平衡法和均质连续梁板法等理论方法,数值分析方法可以分析坑底土体的突涌渐进发展过程,较好地反应内撑式基坑抗突涌稳定性与围护墙及土体变形性状的相互影响,计算结果更为符合工程实际。     

桩锚式支护桩内力和变形测试研究

为了研究桩锚式支护桩的内力和变形特性,对桩身钢筋应力和圈梁的侧向位移进行了监测,得到了桩身的弯矩分布图和侧向位移分布图.监测结果表明:随着开挖深度的增加,基坑内侧的最大弯矩逐渐增大,而且其作用位置向下偏移;设置锚杆改变了桩身弯矩的分布特征,最大弯矩的数值减小,其作用点位置下移,桩身的侧向位移显著减小;基坑开挖过程中基坑开挖的空间效应显著,基坑测试段中部的桩身弯矩较其他部位桩身的弯矩值大,且支护段中部的侧向位移最大;基坑开挖至基底后,桩身负弯矩的最大值发生在坑底内侧附近,本次测试结果可为桩锚支护结构的设计提供可靠的依据.     

粘弹性饱和土中球空腔的动力响应

采用工程上通用的饱和土力学模型,考虑土骨架的粘性以及流体与固体之间的耦合作用,利用Laplace变换求解了粘弹性饱和土中球空腔的动力响应问题,得到了变换域内的解析解.借助数值Laplace反变换,数值分析了粘弹性饱和土中球空腔动力响应的位移、应力及孔压的变化规律.为分析地下结构动力响应提供了一种有效的方法,模型符合工程实际,有一定的工程应用价值.     

黏性隔水层基坑突涌机制的离心模型试验

 针对承压水作用下基坑底隔水层为黏性土体的情况,设计突涌离心模型试验,分析不同开挖深度和水位作用下围护墙的弯矩、水平位移与稳定性,观测坑底土体隆起和突涌破坏状态。试验结果表明：随着承压水头的升高或开挖深度的增加,土体隆起变形的曲率变大并在坑底中央逐渐产生裂隙破坏;墙体被动侧土体抗力逐渐减小,围护墙弯矩和水平位移逐渐变大;围护墙后土体内形成竖向裂纹,基坑发生踢脚破坏。考虑土体强度的基坑抗突涌稳定性分析,宜将土体黏聚力折减来反映土体与围护结构接触缺陷、隔水层裂隙发育以及受到地下水软化等不利因素的影响。     

某软土地区深基坑支护设计与施工工艺研究

主要对钢板桩支护结构在软土地基基坑的施工工序及设计参数进行了一定的验证,通过对基坑整体稳定性、基坑底部土体抗隆起、基坑墙底抗隆起等进行计算,得出基坑在开挖过程中处于稳定状态,对今后类似工程有一定的参考作用。     

基坑软土强度变化特征及坑底施工安全控制

以试验为基础 ,分析了软土地区深基坑开挖时 ,坑底被动区土体强度变化特征及坑底土体卸荷后滞留对其强度的影响。并结合工程通过分析施工阶段坑底土体暴露及扰动等不利因素对围护墙体安全度的影响 ,提出了应对坑底施工的安全控制 ,其结果对基坑工程的施工具有参考价值     

基坑底部土体满堂加固模型试验与数值模拟研究

为探究基坑底部土体满堂加固对基坑变形和内力的影响,采用室内模型试验方法,研究了基坑底部土体满堂加固对基坑周围地表沉降、冠梁侧向位移、桩身弯矩以及桩后土压力变化的影响。运用ABAQUS有限元软件对模型试验进行数值模拟,将试验数据与数值计算结果进行对比,并分析了加固土体的水泥掺入比和加固深度对基坑变形的影响。结果表明:满堂加固对降低基坑底部隆起效果最为明显,对降低支护结构侧向位移较为明显,对减小地表沉降不明显;通过极差分析法得出,增加加固土体的弹性模量较增加加固深度对抑制支护桩侧向位移及坑底隆起更为有效;当水泥掺入比超过一定范围后,加固效果没有显著提升,建议在含水率为20%左右的软弱土层地区,水泥掺入比一般为5%～20%;土体的加固深度超过一定范围后,控制基坑变形的效果有所提高,但不明显,建议土体加固深度取0.4～0.45倍基坑深度。     

坑中坑式基坑工程内外坑围护结构变形相互影响研究

在大量数据调研的基础上,对内外坑开挖深度、插入比对内外坑围护结构水平位移和竖向位移的影响进行了分析。结果表明:外坑开挖完成后外坑围护结构的变形已基本达到稳定值,内坑开挖对外坑围护结构变形的影响较小;内墙插入比对内坑围护结构侧向变形以及外墙插入比对外坑围护结构侧向变形均有较大的影响,均随插入比的增加而减小;内墙插入比对外坑围护结构侧向变形以及外墙插入比对内坑围护结构侧向变形的影响均不大。内外坑坑底的最大竖向位移受外墙插入比的影响也比较小。     

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...     

基坑坑底施工阶段围护墙变形监测分析

 控制基坑变形已成为深基坑工程中的核心问题，而坑底开挖施工阶段围护墙体的变形在基坑开挖施工中占有相当的比重。结合上海轨道交通某在建地铁车站基坑开挖时的变形监测数据及跟踪工况，对不同坑底土体暴露时间所对应的围护墙体变形情况进行了对比分析。分析结果表明，坑底土体暴露时间对土体暴露期间及整个坑底施工阶段的基坑变形有着显著影响，随着坑底土体暴露时间的延长，坑底施工阶段墙体变形量可达总变形的30%，缩短土体暴露时间是控制坑底施工阶段围护墙变形的关键。同时，素混凝土垫层对围护墙体变形具有一定的支撑效应，在一定程度上能起到类似结构底板的作用。施工中应尽快完成混凝土垫层的浇筑工作，尽早发挥垫层对围护墙体的支撑作用。另外，垫层对墙体的支撑效果与其自身的平直度等因素有很大关系，破坏垫层的整体性，则会削弱其对围护墙体的支撑作用。提出对坑底施工阶段基坑变形的控制措施，尽可能缩短坑底土体暴露时间及整个坑底阶段的施工时间，提高垫层的整体性，加快底板施工，尽早形成底板混凝土对围护墙体的支撑作用，从而控制开挖阶段的基坑变形，对其他深基坑工程具有一定的参考价值。     

复合支护下深基坑的变形破坏和支护结构

以某深基坑工程为研究对象,利用岩土数值分析FLAC 3D软件,建立三维数值分析模型,模拟开挖和支护实际工况,分析了双排微型桩复合土钉支护下基坑开挖过程中的变形破坏和支护结构受力演化特征。结果表明:坑壁水平位移总体上呈现基坑顶部小、基坑中下部大的形式,位移等值线呈鼓肚状;基坑基底隆起量较大,随着距基坑壁距离的减小而减小;基坑边坡竖向沉降较小,最大沉降量出现在支护结构之后;土钉轴力分布呈中间大、两端小的形式,离基坑底部越近,土钉的最大轴力点越靠近基坑开挖面,且随着开挖深度增加,土钉轴力初始增长迅速而后发展较为缓慢;前排微型桩弯矩大于后排,微型桩最大弯矩随着开挖深度的增加不断增大且不断下移,开挖完成后弯矩最大值位于基坑底部以下2 m深度处;基坑开挖及支护过程中监测点的位移时程曲线和塑性区分布区域说明基坑整体稳定性较好,但在坡顶后缘出现拉张塑性区,基坑壁浅表层和基坑底角部位出现剪切破坏区,在施工中应对其采取针对性措施进行保护;该研究成果对深基坑开挖过程中动态演化过程认识和变形破坏防治具有一定参考意义。     

复合开挖方式下地铁车站深基坑变形规律研究

随着城市现代化程度的不断深入,城市地铁车站的建设所面临的周边环境也越来越复杂,仅仅依靠某一种单一的施工模式,已经很难适用于当前的工程需求。本文以武汉地铁二号线街道口车站与下穿通道的深基坑工程为研究背景,依托该场地复杂的环境条件,地铁车站采用了明挖法与盖挖法相结合的施工方法。依据基坑的开挖以及围护结构的设计方案,制定了深基坑变形监测方案,对街道口车站在施工期间围护结构的变形情况进行了系统监测,对围护结构在复合开挖方式下的变形规律进行了研究。研究结果表明,盖挖法能够较好地控制围护结构所产生的侧向变形,基坑开挖具有显著的时空效应,在基坑开挖期间应及时架设钢支撑,减小基坑侧壁在无支撑情况下的暴露时间。     

苏州地区某办公大楼基坑失稳分析

对苏州地区某办公大楼基坑复合式土钉墙支护倾覆破坏进行了分析,得出了利用复合式土钉墙对基坑进行支护,当土体处于软弱土层且土体含水率较高时,基坑易失稳的结论,提出了软弱地层中进行复合式土钉墙支护时需对土质做充分评价的建议。