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。     

基坑底部土体墩式加固模型试验与数值模拟

通过室内模型实验及有限元数值模拟,研究了坑底墩式加固在不同加固深度、加固宽度、加固长度和加固间距工况下对基坑变形、桩身受力及桩后土体土压力等产生的影响。结果表明：墩式加固可以有效控制基坑开挖产生的支护结构侧向位移与坑底隆起;加固长度与间距对支护结构的变形影响较大;与加固长度和间距相比,加固的深度与宽度对坑底隆起的影响更大;墩式加固对于控制支护结构侧向位移的作用更大,对坑底隆起的作用更小。为达到最高性价比的加固效果,墩式加固的加固深度与长度宜取0.3～0.35倍基坑深度,暗墩宽度宜取0.3～0.4倍基坑深度,暗墩间距宜取0.2～0.3倍基坑深度。     

软土基坑离心模型试验及数值模拟研究

针对2组具有不同支护形式的软弱基坑进行离心模型试验,测试基坑开挖卸荷过程中支护结构内力和变形,以及坑周土变形,并进行相应的数值计算。试验结果表明：水平支撑对基坑的稳定性影响较大,未加水平支撑的基坑易发生由于支护结构与坑侧土体变形过大所导致的失稳;加水平支撑后基坑的稳定性提高,但要注意由于坑底土体隆起变形所导致的支护结构底端移动和坑顶支撑松弛,进而造成整个支护结构失稳。通过对基坑周边土体在开挖过程中形成的不同应力路径和蠕变参数分析,采用ABAQUS中的扩展D-P模型,对试验模型的原型基坑进行数值计算,计算结果和离心模型试验吻合较好,且可反映基坑周边土体的蠕变效应。     

富水软土基坑组合式冻结加固模型试验研究

近年来随着环保理念的贯彻和对城市水资源保护的重视,许多地区对地下水抽排进行限制,导致大量基坑工程必须寻找新的止水方式。对此,“地下连续墙+水平冻结封底”的组合式冻结加固被提出,利用模型试验对其在不同水压地层中可行性和差异性进行了分析,验证了该支护方式的可行性。结果表明：(1)随着水头高度的增大,冻结壁水分补给速率有所提升,冻结壁交圈时间与地层水头高度呈正相关,而冻结壁厚度与地层水头高度呈负相关关系。(2)临时竖井受地层冻结影响,会有明显冻胀压迫作用,伴随冻结壁发育,冻胀力最终降至某一特定值,并趋于平稳,且其峰值与水头高度成正相关关系;(3)模型试验中冻结壁上部土体的最大位移点位于土体35 cm深度位置,其位移数据为2～3 mm;(4)基坑开挖期间,冻土帷幕的温度随着基坑的开挖和积极冻结的双重作用下能够维持相对的平衡,整个冻结壁保持基本稳定状态。研究成果可为该支护方式在基坑工程中的应用提供理论支撑。     

基坑边坡土体滑移加固实例

杭州市郊某20层宾馆工程,建筑场地为一小山包,自上而下地层土质如下。杂填土:平均层厚度为1.1m。全风化角砾岩:平均层厚度为1.6m。局部微风化角砾岩:平均层厚度为2.6m,最大层厚为8m,灰白色为主,裂隙发育,有气孔存在,局部地段夹0.3～0.5m 全风化岩。     

锚固基坑模型试验研究

应用模型试验方法,探讨了在开挖过程中基坑墙面水平位移特点和预应力锚索受力特点,给出了锚固基坑与非锚固基坑的水平位移变化特征、不同的锚索类型对基坑变形的影响和锚索应力的变化特征,提出了合理的锚索结构形式。     

上海地区基坑工程中的土体注浆加固研究

在工程实践的基础上,对上海等软土地区基坑工程中注浆加固的类型、材料、工法进行了探讨;着重对坑底被动区土体注浆加固的形式、深度、宽度进行了研究;引入了两个实例,从土体注浆加固后土性各项指标的改善和土体注浆加固后地下连续墙体位移量、周围土体沉降、标准贯入度等的变化分析了注浆加固效果;本文的结果对工程实践有一定的参考价值.     

土体加固对基坑围护影响现场实测研究

以军工路越江隧道浦东岸上段深基坑施工为背景,在工作井和PD1四种开挖工况条件下,分析了坑外迎土面加固与无加固,以及坑外阴角加固与直线段无加固条件下围护结构水平变化规律,为类似工程设计、施工提供了经验和参考依据。     

土体加固技术在跨地铁基坑施工中的应用

介绍了南京火车站站前广场地下停车场基坑西出口跨地铁盾构段开挖前的土体加固技术，通过监测，证明采用多种土体加固技术相结合对跨地铁段基坑土体进行处理是行之有效的。     

探讨土体加固在基坑工程中的重要性

在软土地区进行基坑开挖易造成临近结构物变形过大的状况,工程上往往采用土体加固措施以满足设计要求.以某开挖基坑为对象,建立有限元模型,分工况进行数值分析,针对有无土体加固两种情况进行基坑开挖分析,对临近结构物变形、周围土体变形以及基坑自身变形进行分析比较.结果表明:对基坑周围部分土体进行加固可以明显减弱基坑开挖的影响,将变形控制在工程允许范围内.通过比较分析明确了土体加固在基坑设计时的重要性,为以后的工程设计提供了合理的参考方案.     

软土基坑复合土钉支护的有限元分析

针对软土的变形特征，提出了适合分析软土变形的结构性模型，通过工程实例分析，指出利用该计算方法进行计算，其结果比以往采用Duncan等非线性模型所得结果更接近实际情况。     

有限元法在地铁车站坑底加固技术中的应用

在软土地区的一些深基坑工程中,坑底加固可以减少围护结构的水平位移及对周边环境的影响,降低坑底隆起和坑底承压水突涌的风险。由于坑底加固的选择往往造成工程造价的增大,利用有限元法对坑底加固方案进行技术优化就十分有必要。针对地铁车站基坑,模型选用了适合土体开挖的Hardening-Soil本构模型。通过对计算出的地表沉降、地墙的水平位移和坑底隆起的比较分析,提出了一些合理建议。     

扩展剑桥模型在深基坑有限元分析中的应用

剑桥模型适用于正常固结和弱超固结粘土,经修正后的模型应用范围扩大,但仍未考虑第三应力不变量的影响.扩展剑桥模型允许屈服面扩张或收缩,硬化定律形式多样,可考虑第三应力不变量的影响,目前该模型的应用较少.为验证扩展剑桥模型分析基坑的可行性,以某深基坑为例,利用有限元计算支护结构位移、坑底回弹、坑周地表沉降等.实例分析表明,扩展剑桥模型分析粘土基坑时,符合粘性土的力学性状,计算结果与实际情况相符,可供类似工程参考.     

管桩在连云港地区基坑支护中的应用及实测分析

复式配筋预应力混凝土管桩（PRC管桩）作为基坑支护桩使用时,为提高非预应力钢筋的利用效率,提出将区段配置非预应力钢筋的管桩作为基坑支护桩。通过对天津地区80个基坑工程中的支护桩弯矩分布情况统计分析,并对区段复式配筋预应力混凝土管桩（PR-PHC管桩）进行足尺抗弯试验及有限元分析,研究区段配筋的可行性和PR-PHC管桩的抗弯性能。研究表明,单支撑排桩、倾斜桩及悬臂桩的桩身弯矩区间分布具有规律性。PR-PHC管桩区段配置的非预应力筋,可以提高其抗弯极限承载力及其抗弯刚度,并有效改善桩身裂缝的展开情况,构建的数值模型可以较好地反映试验的实际情况。并对PR-PHC管桩在实际应用中可能遇到的不利工况做了影响分析。研究结果表明可以在基坑工程中使用PR-PHC管桩替代PRC管桩,减少钢筋使用量,促进碳减排。

     

基于ANSYS的某软土基坑有限元分析

结合天津滨海地区的软土基坑工程,采用大型有限元分析软件ANSYS对基坑开挖变形性状进行了数值模拟,分析了基坑底部采用搅拌桩加固后对支护结构及周围土体的影响,对同类工程设计及施工提供有益的借鉴。     

三角形与梁组合单元的土钉支护基坑变形分析

为了减少基坑事故的发生,真实反映土钉墙的工作情况,选取三角形与梁的组合单元模拟土体与土钉的共同工作,建立了该组合单元的整体联合刚度矩阵,结合工程实例,对土钉支护基坑的变形进行研究。结果表明该组合单元可以近似模拟土体与土钉的共同工作,建立的联合刚度矩阵可以用于对杆系和弹性连续体进行整体分析。研究得到坑壁水平位移与基底隆起的变形规律及相应的最大值和出现位置,可为设计和施工提供参考,减少事故发生风险。计算结果亦表明土钉支护对于控制水平位移有很好的效果,在本工程中可以起到很好的支护作用。     

有限元法模拟基坑支护工程方法研究

讨论了有限元法模拟基坑工程中的几个问题，介绍了应用有限元工具软件进行模拟分析的情况，提出了有限元法模拟基坑支护工程的方法。     

地基加固在控制基坑变形中的应用

论述了基坑工程的特点、土体加固方法的分类、时空效应对加固效果的影响,以便在具体工程中正确选用这些方法,指出基坑土体加固是控制基坑变形的适宜方法,以使基坑加固技术在工程应用中不断地发展完善。     

考虑位移影响的Rankine土压力模型及有限元计算分析

在总结归纳土压力随变形发展规律研究现状的基础上,给出了一种新的考虑位移影响的土压力计算模型。提出被动区土压力计算修正系数η的取值范围;并提出计算中等代内摩擦角φD按抗剪强度相等原理分层计算土压力的方法。最后编制有限元程序进行计算和分析,计算结果表明:主动侧土压力计算值介于静止土压力与Rankine主动土压力之间,被动侧土压力小于Rankine被动土压力,并随变形的减小趋向于静止土压力。     

考虑土体蠕变效应的软土深基坑工程开挖数值分析

在软土中开挖深大基坑,开挖中围护结构位移、结构体的外荷和内力会随着基坑暴露时间的增长而变化,呈现出明显的时间效应。根据经验,非线性蠕变特性方程式和实验数据拟合得出上海软土的蠕变参数,利用大型有限元分析软件ABAQUS分析了某实际深基坑开挖过程;通过计算数据与实测数据的比较,验证了本方法的可行性。