气举反循环清孔法在地下连续墙施工中的应用

1工程概况江苏熔盛重工集团有限公司1#船坞土建工程位于江苏省如皋市长清沙镇东南端,工程规模为30万t级。船坞坞室平面尺寸为102m×464m,坞底高程-7.0m,坞室墙采用拉锚板桩结构,板桩采用45cm厚钢筋混凝土地下连续墙,总长1025.0m,顶     

基于有限元模拟的预压力式加筋土结构变形性能研究

对加筋土结构提前施加预应力,能够提高该结构抗压、抗拉性能及整体变形性能.为了研究各种工况条件下预压力式加筋土结构的抗压、抗拉及变形性能,本文利用有限元差分软件ANSYS通过建立有限元模型来模拟各种工况条件下的结构所施加的预压力效果.模拟结果表明:在传统加筋土结构上施加预压力既改变了土体内部应力分布状态,增强了土体之间的摩擦作用,也使得土体更加紧密,从而限制了土体的侧向变形,增加了土体的强度:受拉构件起到在土体内部传递拉应力及使结构上下表面支压板产生预压力围压的作用,从而大大增加土体的变形性能.     

软基上船坞与水闸的温度应力

软基上的船坞和水闸不少在坞墙和闸墩上产生了贯穿性裂缝,说明这种结构也存在着比较大的温度应力问题.以前没有一个合适的计算方法.本文提出两个比较合理和实用的计算方法,以满足工程上的需要.一个是级数解法,另一个是简化解法.计算结果表明,当坞墙或闸墩与底板之间存在温差时,由于底板的约束作用,在坞墙或闸墩内将产生相当大的拉应力.如果这种拉应力超过了混凝土的抗裂能力,即将出现裂缝,因此,在船坞和水闸建设中,必须对混凝土的温度场进行一定的控制.     

导流洞进口闸室有限元分析及应力配筋

为研究应力配筋在闸室上的应用,对某电站导流洞进口闸室进行了三维有限元计算.有限元计算采用ANSYS软件,建立完整的闸室及地基模型,详细分析了闸室在三种工况下的应力和位移.选取三种工况下闸室主拉应力最大的工况来进行配筋计算,分别在顶板、边墙和底板上选取受力方向上拉应力最大的断面,根据断面上节点最大拉应力值计算受力方向的配...     

软土地区泵站基坑支护结构应力变形分析

为研究软土地基单侧开敞式不对称基坑支护结构的应力变形特征,采用ANSYS等软件构建全断面的泵站基坑三维有限元模型。针对挡土墙不同的模拟方式,研究基坑开挖过程中支护结构应力变形规律,对比分析得出推荐方案,开展推荐方案围护桩顶竖向位移数值模拟结果与监测成果对比分析。研究结果表明：泵站基坑开挖土体后立即施工支撑构件,围护桩墙位移整体减小,时空效应明显;建模时在挡土墙处加法向位移约束相较于不加法向位移约束,在一定程度上减小围护桩墙和位移值、桩墙顶竖向位移值、支护结构最大拉应力和最大压应力,并对坑底回弹有一定的约束作用,符合实际情况,建议采用该模拟方式;围护桩墙顶竖向位移的有限元数值模拟结果较监测结果偏大,存在一定的安全裕度。     

强震区软基上泵站地下连续墙注浆加固方案研究

为解决高地震烈度区睢宁泵站软弱地基问题,提出了一种新型板肋式地下连续墙与土体注浆加固的设计方案.结合泵站结构的布置特点,建立了三维非线性有限元计算模型,分别从肋宽、注浆深度和土体强度参数的提高幅度这3个方面,对板肋式地下连续墙的水平位移进行了静、动力有限元分析.结果表明,板肋式挡墙结构在墙背土体注浆深度为19.5 m、土体变形模量提高10倍以上、粘聚力提高1.5～2倍和内摩擦角增加2°～4°时,墙体的水平位移便能得到有效的控制.通过实例研究,验证了该加固方案的合理性和有效性.     

地基断层对塔体侧墙的应力和位移场的影响

对黑河引水工程金盆水利枢纽泄洪洞放水塔结构用空间有限元作了三维应力分析，给出各种荷载工况下的应力及位移场，着生研究地基断层对塔体侧墙的应力和位移分析，为工程设计提供参考。     

大型干船坞的加固及渗流问题分析

针对一大型干船坞使用过程中出现的问题列出拟采取的加固处理方案,并重点对船坞加固前后的渗流进行了有限元分析和对比,认为增设一道连续墙能够起到截渗和确保坞室墙稳定的作用,另外加强坞室底板四周的排水可以有效地减少坞底的渗透水压力,结论可为干船坞的加固改建提供一定参考。     

渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应

针对渡槽结构在爆炸冲击荷载作用下的动力响应问题,以南水北调中线某渡槽为例,采用M法模拟桩周土体对桩的作用,采用基于Housner理论的弹簧质量模型模拟槽身与水体的相互作用,并利用三维有限元建立了渡槽结构在爆炸冲击荷载下的分析模型。利用时程分析法分别计算了渡槽结构在空槽、半槽水深、设计水深3种工况下,遭受爆炸冲击荷载时所产生的位移和应力。结果表明：槽身的最大位移响应和最大应力响应均大于槽墩的,槽身中部的最大拉应力响应大于槽身两端的,侧墙顶端和底板中部拉应力响应相对较大,而槽墩上部的最大位移响应和最大应力响应又大于槽墩下部的;在空槽时,槽身内最大拉应力和最大位移响应最大,此时对结构最为不利。     

江坪河坝溢洪道预应力中墩应力分布特性

基于线弹性三维有限元方法,对江坪河水电站溢洪道控制段中墩进行了整体空间应力与变形分析,得到了其典型工况下的应力与位移分布规律.根据有限元计算结果,评价了中墩混凝土结构的预应力效果,最后探讨了锚块底部与相应闸墩顶面两种不同接触方式对结果的影响.结果表明:位移峰值出现在闸墩顶部;锚块耳朵、门槽底部、预留平孔处容易出现较大拉应力,但作用范围不大;中墩预应力效果明显;预留平孔周边应力具有局部特性;分离式模型和整体式模型计算的结果相差不大     

软土深基坑组合开敞式支护数值模拟与监测分析

以某沿海地区深基坑工程为背景,介绍了软土地区采用分级卸荷、重力挡墙和桩锚组合的开敞式基坑支护型式。通过建立三维有限元模型模拟基坑开挖过程,对比数值模拟和现场监测结果,分析了基坑支护桩水平位移和锚杆力的变化规律。结果表明:支护桩变形和锚杆力的模拟值与监测结果趋势一致,实测结果与预测值的整体偏差在15%以内,基坑工程处于安全稳定状态;三维有限元模型可以较好地考虑基坑在组合支护情况下重力挡墙和空间效应对桩锚结构受力的影响,具有较高的可信度;对于软土基坑,将重力挡墙和桩锚组合,并结合分级卸荷,改变了支护结构上的土压力分布规律,能够有效控制基坑变形,确保支护结构稳定。应用成果可以为同类工程提供参考。     

兰州某地铁车站深基坑开挖变形特性及环境影响分析

针对兰州城区工程地质水文条件复杂的问题,为了研究该地区地铁车站深基坑开挖过程中支护结构的变形受力特点和对周边环境的影响,以迎门滩站深基坑工程为典型案例进行分析。该车站基坑所在区段属黄河漫滩区,地铁穿过地层主要为卵石土,水位5～8 m。该基坑围护结构采用钻孔灌注桩+钢管内支撑体系。采用PLAXIS 3D有限元分析软件对该基坑建立三维有限元计算模型,土体本构模型采用土体硬化(HS)模型,依据工程实际开挖工况进行分部开挖计算,根据计算结果对桩撑式支护结构的变形和受力及基坑周边地表和地下管线的变形进行了分析。结果表明:围护桩的变形量、地表沉降量和管线位移量会随着基坑开挖深度的增加有逐渐累积的趋势,但在架设内支撑并施加预应力后,这些变形量的增速会减缓甚至变形量会减小。内支撑施加预应力之后自身轴力会有较大增加,之后基本保持不变,对其他内支撑轴力的影响较小。各变形量均在控制范围之内,满足设计和环境要求,表明该深基坑采用的钻孔灌注桩+钢管内支撑支护体系设计合理。研究成果可为后续黄土地区类似地铁车站深基坑工程建设提供一定的参考依据。     

基于HS-Small本构模型的银川地区深基坑开挖-降水过程数值分析

针对银川地区缺乏数值计算深基坑稳定性和锚杆受力等相关研究,运用midas GTS NX软件中HS-Small本构模型,对采取锚钉支护的宁夏自治区银川某地下车库深基坑开挖-地下水位下降过程进行了数值分析。结果表明:随着基坑的开挖,基坑边坡的变形量逐渐增大,最终位移最大值出现在基坑顶部阳角处;锚杆轴力随开挖深度的增加而加大,控制变形能力与所处位置有关,下部锚杆控制变形能力优于上部锚杆,锚钉联合支护形式和土钉墙支护形式界面处变形差异较大;随着开挖和持续降水,周边建筑物沉降缓慢增加且最终沉降小于警戒值;锚钉支护中土钉轴力表现为轻微S型曲线,最大值约位于沿土钉长度3/4位置处;通过模拟结果与实测数据进行了对比分析,两者吻合较好,反分析获得银川地区典型土层HS-Small模型的参数取值,可作为银川地区类似深基坑工程数值模拟的依据。     

ABAQUS在输水隧洞衬砌结构计算中的应用

为研究输水隧洞在地震荷载作用下结构的受力变形规律,文章采用大型有限元软件ABAQUS,对输水隧洞在设计和地震两种工况下的应力及变形规律进行分析研究,得到以下结果:输水隧洞衬砌结构在两种工况下应力最大值均位于边墙与底板的交接位置,在交接处由于结构突变产生了应力集中,结构位移在底板的跨中位置最大,其次是顶拱位置,在边墙两侧呈对称分布;在地震荷载作用下,隧洞结构应力及变形情况均大于设计工况,在底板、边墙及拱顶交接处产生塑性变形并发生破坏,并向周围扩散,在设计中应在底板、边墙及拱顶交接处采取一定的措施来防止结构破坏。结果表明,有限元ABAQUS在隧洞衬砌结构计算中准确性高,设计成果符合工程实际情况。     

高陡边坡卸荷岩体群锚效应试验研究

锦屏一级水电站左岸高陡边坡卸荷岩体采用压力分散型无黏结预应力锚索作为主要支护方式,由于锚索吨位大、间距小,卸荷岩体在锚固力作用下出现较大压缩变形,相邻锚索相互影响导致锚固预应力损失,群锚效应显著。为研究卸荷岩体中的群锚效应,根据相似理论制作了卸荷岩体相似材料模型,进行了群锚加固物理模型试验,结合试验数据和Mindlin解分析了岩体的位移、变形、锚固力叠加效应及锚索预应力损失。研究结果表明卸荷岩体中的群锚效应主要包括:①锚索引起的应力叠加对卸荷岩体具有显著的压缩效应;②锚索张拉造成邻近锚索的预应力损失。最后通过试验分析和理论推导得出了群锚作用下岩体的位移及锚索预应力损失率的计算方法。研究认为,合理设置锚索间距和适当增加锚索长度能有效地减小群锚效应造成的锚索预应力损失,并在实际工程中得到了验证。     

竖向预应力锚索抗滑桩力学计算方法研究

梯形断面竖向预应力锚索抗滑桩是治理水毁滑坡的新结构。针对其结构的力学计算方法问题,建立计算模型和数值模型,探讨梯形抗滑桩的结构计算方法及内力和变形特征,并分析竖向预应力抗滑桩主要力学参数的影响规律。通过偏心距计算和绕曲线近似微分计算方法,推导出承载力设计验算及桩体结构受力和变形的计算公式。结果表明:外荷载以抛物线计算模型更符合工程实际情况。当参数条件一定时,承载力大小与外荷载的集中力和滑动面距离成反比,位移和转角大小与配筋强度成正比;桩身布置的竖向预应力增强了桩身结构抗弯性能并抑制了抗滑桩变形;量化对比分析了公式和模型计算变形效果,竖向预应力锚索结构分别优于竖向预应力锚索与钢筋共同结构的16.2%和14.2%,并分析得出了计算公式比模型变形算法值略大,其两种设计结构的算法偏差率分别为5.7%和7.5%。研究成果为同类工程提供理论参考。     

拱坝运行期坝肩变形对岸坡溢洪道受力影响的有限元法分析

通过有限元计算,分析龙泉市岩樟溪一级电站拦河坝在最不利工况时对岸坡溢洪道结构的应力和稳定的影响.根据计算成果,认为在采取溢洪道底板和侧墙加插锚筋后,正常的坝肩变形不会对溢洪道结构的应力和稳定造成危害.     

空箱对某深厚软土地基水闸翼墙及桩基础位移的影响

针对软土地区水闸边墩与翼墙间易产生过大变位,导致止水失效并危及水闸运行安全的问题,采用有限元方法建立温州某深厚软土地基上水闸整体模型,土体采用Drucker-Prager本构模型并考虑土体蠕变法则,研究变位产生的原因以及闸侧连接空箱对翼墙及桩基础位移的影响。结果表明,采用连接空箱过渡水闸与堤防之间的地基,改善了水闸桩基础的受力,有效控制了翼墙的位移;合理的空箱尺寸不仅可以有效抑制翼墙与闸室间变形缝的开展,并且可以避免因空箱设置过大而造成的工程投资浪费。     

新型截水导流式锚拉桩板墙排水抗滑性能分析

降雨渗流和地下水对边坡稳定性影响巨大,而传统坡内排水设施受地质条件影响突出,难以满足巨型滑坡的排水要求。针对大型边坡地质条件复杂、排水能力不足的问题,提出截水导流式锚拉桩板墙。基于FLAC 3D中的流-固耦合理论模块,对传统滑坡支挡结构（泄水隧洞+抗滑桩）和截水导流式锚拉桩板墙支护下坡体与结构应力、位移、锚索轴力以及排水量等方面进行对比分析。研究表明,新型结构长期排水性能较好,坡体最大剪应力、结构的最大剪应力和最大位移以及锚索最大轴力均低于传统结构显示了新型结构的优越性。截水导流式锚拉桩板墙有利于坡体内部排水,更有利于坡体稳定性。研究成果可为巨型滑坡治理工程提供参考。     

不同超挖厚度对围护结构及周边环境的影响

为了深入研究基坑开挖过程中超挖厚度的不同对基坑围护结构的内力和位移及周边环境的影响,运用岩土有限元软件Midas GTS模拟了在不同超挖厚度下深基坑开挖过程,从而得到在不同超挖厚度下基坑围护结构内力、变形及地表沉降的分布规律。计算和分析结果表明超挖厚度对基坑围护结构的内力和位移及地表沉降产生了较大影响,尤其是围护结构水平位移及地表沉降;在超挖的影响下桩和锚索不能同时起到维护的作用,使得超挖下桩后土体变形较大,基坑的稳定性处于不利的状态。研究结果将有助于提高深基坑设计水平,为类似工程的设计、施工和研究提供必要参考。