基于FLAC的复合土钉墙支护深基坑数值模拟

基于FLAC-3D建立了某深基坑复合土钉墙支护形式的数值模型,对开挖过程进行了三维动态模拟,并与现场监测数据作了对比分析,力求为深基坑复合土钉墙支护的设计和施工提出合理的建议。分析表明,土体地表位移随着开挖深度的变化而变化,土体最大沉降量发生在距基坑坡顶开挖边线一定距离的地表;沿深度方向,土体水平位移向坑内偏移,且水平位移最大值位于基坑坑壁中部偏下位置。     

土钉墙支护基坑对邻近地下管线的影响

为了研究基坑开挖支护过程对邻近地下管线的影响,在分析土钉墙、管线与土的相互作用以及 基坑开挖的数值模拟方法的基础上,建立了三维非线性有限元模型,比较分析了不同的管线与基坑距 离、管线埋深、土钉长度、土钉间距和管线周围土体性质下,地下管线位移的分布与变化规律。结果表 明:在基坑拐角以外１０ｍ～２０ｍ范围内会出现远离基坑向水平位移,此处水平向曲率变化最大;粉土下 水平位移约为砾质黏土下水平位移的４～５倍;随着管线埋深的增大,竖向位移减小,而水平位移增大, 在坑底达到最大值;在坑底位置,粉土水平位移约为砾质黏土的１０倍;竖向位移最大时,粉土约为砾质 黏土的７倍。     

深基坑开挖过程中土钉支护结构的变形与受力特性分析

基坑开挖过程中的变形在工程中有很重要的意义。以郑州市某深基坑工程为例,利用岩土数值分析软件ＦＬＡＣ3Ｄ对开挖支护过程进行了模拟,深入分析了基坑位移场分布规律以及土钉支护结构的受力特性,结合现场监测资料对比分析,结果表明:随着基坑开挖的越深,坡顶土体向基坑内侧移动,开始偏移的速率快,逐渐变得平稳,最后趋于稳定;随着基坑开挖的越深,坡顶的隆起逐渐变为沉降,坡顶竖向位移速率也是由快趋于稳定;开挖完成后,第四排土钉轴力值最大,位置在基坑中下部,此处也是基坑侧壁位移最大的部分。     

桩锚复合土钉支护结构的位移场分析

运用有限元软件对桩锚复合土钉支护结构的位移场进行了数值模拟分析,结果表明:在基坑开挖过程中,土体的水平位移随距开挖面距离的增大而逐渐减小,近土钉侧土体的位移受到土钉的限制,位移曲线出现局部曲折;桩体和面板的水平位移能够协调一致,这两种不同性质的支护形式均能发挥作用;基坑地表沉降曲线呈"勺"形向下弯曲,沉降量随着距基坑开挖面距离的增加而逐渐减小;坑底土体出现隆起现象,随着土钉逐渐发挥作用,隆起的高度趋于稳定.     

排桩与土钉墙联合支护基坑变形数值模拟

运用有限元分析软件 PLAXIS,对采取桩锚与土钉墙联合支护的银川市天玺国际中心项目深基坑变形进行了数值模拟计算。计算模型采用15结点三角形单元模拟土体,土体按照实际情况分为7层,用注浆体模拟混凝土面层,用板单元模拟排桩,用点对点锚杆和土工格栅的组合来模拟土钉。计算结果表明:排桩与土钉墙联合支护结构中,在2种支护形式交接处变形量较大,说明基坑支护材料的刚度对基坑变形影响显著;随着基坑的开挖,边坡的变形量逐渐增大,且坡顶最终变形量大于坡底。将模拟结果与现场监测数据进行了对比分析,得出了类似深基坑变形的一般性规律及以控制变形为目的的改进支护加固方案。     

基于FLAC3D的土钉支护结构变形分析

为进一步解释钉土的相互作用机理,采用FLAC^3D对土钉在开挖过程中的变形性能进行了模拟和分析。根据土钉支护结构的开挖、支护情况,研究了基坑的整体变形、土钉的拉伸和剪切变形分布规律。指出：基坑水平最大位移出现在基坑的中下部,不在基坑的顶部;土钉的轴向变形是不均等的,土钉的轴向速度变化较大;土钉两端的剪切位移明显大于中间的位移值,中性点处位移为零,该点逐渐靠近土钉面层方向;土钉端部的径向变形量远大于底部的径向变形量。     

毛竹复合土钉墙水平位移影响因素数值分析研究

针对软土基坑毛竹复合土钉墙支护对变形预测和控制等方面研究的不足,采用考虑毛竹土钉和毛竹排桩与土体的相互作用以及土体加、卸载条件下变形模量不同的有限元法,建立某基坑支护设计剖面的平面应变有限元模型。计算并分析了毛竹复合土钉墙支护结构的变形规律,并对影响坡面水平位移的因素,即毛竹土钉的倾角、长度、间距、布置形式,毛竹排桩的长度、数量,土体参数以及开挖的坡度进行了详细的定性分析与定量评价,其结论可以为进一步认识毛竹复合土钉墙支护结构的作用机理提供依据,同时可为设计施工提供参考。更多还原     

复合型土钉黄土基坑数值分析

以某深基坑支护工程为背景,结合FLAC3D有限差分软件,建立了空间三维有限差分分析模型,对预应力锚索复合土钉支护结构施工进行了三维动态数值模拟,研究了在基坑分步开挖过程中,支护结构的水平位移、基坑周围的地表沉降、坑底隆起的空间分布情况,得到了一些对基坑工程设计和施工有工程实际意义的结论.本课题的研究成果可以为实际工程设...     

分层开挖支护基坑变形监测及影响因素分析

为了得到基坑开挖导致支护结构的变形和土体的位移对周边环境的影响,利用信息化施工技术对郑州某深基坑分层开挖与土钉墙联合支护施工过程中支护结构的水平位移及周边建筑物的沉降进行监测和分析。结果表明:基坑坡顶产生的水平位移主要发生在开挖和支护阶段,预应力锚杆对于控制基坑变形起关键作用;基坑变形与土方分层开挖时间有直接关系,土方开挖快,位移速率大;周边建筑物沉降与基坑壁水平位移有关联但不同步,沉降滞后水平位移一周之后。更多还原     

下穿隧道开挖区域边坡变形现场检测与数值模拟对比分析

土钉墙支护是确保下穿隧道开挖区域边坡稳定性的有效方法之一,以某下穿隧道开挖区域工 程为研究背景,根据工程实际确定现场监测方案和测点布设,结合现场监测成果,分析该开挖面坡顶竖 向沉降和水平位移的变化规律,并利用有限元软件对边坡开挖进行数值模拟,且与实测结果进行对比分 析。结果表明:实测结果略大于数值模拟结果,但均满足容许变形量要求,验证了数值模拟计算结果的 可靠性与合理性,为类似工程提供理论依据,具有较强的参考价值。     

基坑支护中土钉墙的仿真数值计算

 给出了一种可同时模拟基坑开挖和土钉加固过程的等效面力法——剪力法。对开挖过程中实测与计算的位移场差值， 采用荷载转移法对其进行动态修正，并采用中点增量法，编制了邓肯--张大型三维非线性有限元程序。最后， 对某一具体基坑工程中的分级开挖和加钉同时进行了仿真模拟计算， 取得了较满意的结果。     

基于遗传算法的土钉支护结构优化设计研究

通过建立三维有限元模型,对土钉支护的变形和受力性能进行分析,得出土钉力的合理分布。在此基础上,考虑土钉支护的水平位移,采用遗传算法,对土钉支护的结构优化设计进行研究,建立了土钉支护结构的优化设计数学模型,并编制了相应的计算程序。通过算例分析,并与基于极限平衡分析的优化结果相比较,得出合理的土钉支护结构设计的参考结论。     

土钉支护边坡影响因素试验分析

为了分析土钉支护参数对边坡稳定性的影响,基于室内土工试验,建立了边坡坡角为60°的模型,试验研究了荷载作用下,土钉长度、土钉倾角、土钉数量、土钉位置等4种参数对边坡坡顶沉降、边坡滑坡模式的影响。结果表明:土钉在坡中位置时,随着土钉长度的增加,边坡的稳定性增加,但是当土钉在坡顶和坡脚位置时,土钉长度对边坡稳定性影响较小;随着土钉倾角的增大,边坡稳定性呈先增后降的趋势,土钉倾角为50°时边坡稳定性最好;土钉数量减少,边坡稳定性明显降低;土钉在边坡的位置对支护效果影响较大,当土钉处于坡中位置时,边坡极限承载力最大,沉降与荷载曲线呈线性关系,表现出“渐进性”破坏。通过计算分析发现,土钉处于坡中位置时边坡的安全系数最大,比较试验与数值模拟结果也证明了土钉在坡中位置对边坡的稳定性影响最大。     

复合土钉在软土基坑支护中的FLAC3D研究

结合广州番禺某酒店基坑支护工程,利用FLAC3D有限差分软件,对深层搅拌桩与微预应力土钉的复合土钉支护结构进行施工进程三维动态模拟,并通过与现场实测结果进行对比与分析,研究复合土钉支护在施工及使用阶段的工作性状,进一步揭示预应力锚索复合土钉支护的作用机理,以实现对基坑边坡变形的准确模拟和预测.     

基于SMW工法的城市深基坑开挖稳定性分析

SMW工法具有防渗性好、构造简单、施工速度快、工程造价低等优点,广泛应用于大型隧道工程、城市地下空间开发、高层建筑深基坑开挖支护工程等。以某城市深基坑工程的SMW工法围护结构为研究对象,在考虑水泥土与型钢的相互作用下,建立有限元数值模型,分析开挖过程中墙体位移和土体变形特点。结果表明:开挖深度对墙体侧向位移有显著影响;随着坡面荷载的增加,基坑内外水平方向和竖直方向沉降量均有所增大。     

黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳机制模拟分析

在地质背景复杂的西北地区进行路堑开挖的工程中遇到了大量以上部为黄土层、下部为砂岩层的典型二元结构路堑高边坡。为确定黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的失稳变形机制,依托兰永线高速公路K35+092段工程,利用有限元分析软件GEO-studio建立了黄土-砂岩二元结构路堑高边坡开挖全过程的数值模型。通过对边坡在分步开挖卸荷过程中的坡顶水平位移、竖向位移、深层水平位移、边坡稳定性安全系数变化,以及边坡在开挖状态下应变模拟结果的分析,对黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的破坏特征以及失稳破坏机制进行了较为系统的研究。研究结果表明:黄土-砂岩二元结构路堑高边坡的结构特点、地层岩性决定了其失稳变形机制,在开挖卸荷过程中,坡顶水平位移不断增大,土体内塑性应变累积,边坡稳定性逐渐降低;黄土-砂岩二元结构路堑高边坡中的软弱夹层充当“滑动垫层”,起到“润滑”以及“弱化边界”的作用,是边坡潜在的不稳定因素之一;随着路堑边坡的刷方卸荷,上覆黄土坡体发生滑移破坏并对下伏砂岩坡体产生巨大的冲击力,而下伏坡体顺层剪出破坏产生的“联动作用”再次引发上覆坡体的滑塌下错,致使边坡整体失稳。为避免类似黄土-砂岩二元结构路堑高边坡失稳滑塌的发生,可采用框架预应力锚杆支护结构对边坡进行加固。     

基于时间效应理论的软土深基坑变形分析

由于软土的蠕变特性,在基坑开挖过程中存在着时间效应。以宁波某基坑为工程背景,基于SSC模型并利用PLAXIS有限元软件对深基坑的开挖过程进行了数值模拟,分析了开挖工程中支护结构及基坑自身的变形特点。计算结果表明:基坑开挖时地连墙水平位移、地表沉降及支撑内力均随时间发展而增大,但相比之下,基坑隆起的流变效应不甚明显。其中不同工况对应地连墙水平位移最大值发生位置随开挖深度的增大而下降,而地表沉降最大值基本发生在距坑壁10 m位置,且地表沉降累计最大值与累积施工时间满足多项式函数关系;同时不同工况下地连墙弯矩、剪力随深度变化曲线趋势基本一致并呈“S”形。另外随着支撑结构的施加,地连墙水平位移和地表沉降的增加速率均受到一定限制,因此可通过及时施加支撑的方法抑制支护结构的变形及控制内力的急剧变化。上述结论可对宁波地区基坑开挖的施工提供理论指导,以保障施工过程的安全实施。     

肋式支护结构支护性能分析与位移预测

肋式支护结构是由钢板桩和与钢板桩刚性连接的肋板组成的新型基坑支护结构,已有工程案例证明其支护性能较好,然而其支护机理尚缺乏深入研究及试验佐证。运用有限元数值分析方法研究了肋式支护结构在基坑开挖过程中的变形和受力特征以及基坑的稳定性,与实测数值进行了对比;分析计算了不同肋板宽度和间距对结构水平位移和稳定性的影响规律,提出了肋式支护结构最大水平位移预测公式,可用来预估实际支护结构的可能位移值。研究结果表明：对于同一个实例工程,相较于传统钢板桩结构,采用肋式支护结构时结构位移和内力显著减小,在肋板宽度为1.60 m、肋板间距为0.80 m时板桩最大水平位移可减小71.56%,板桩弯矩分布得以改变,桩身弯矩大幅减小,基坑稳定性更高;增设肋板不仅使结构抗弯刚度大幅提高,而且能够产生较大的锚固拉力来抵抗前排钢板桩所受的主动土压力。