地下连续墙与止水帷幕共同作用下富水砂层深基坑变形性状

研究富水砂层地下连续墙深基坑变形特性对深基坑工程实践具有重要指导意义。以某车站地下连续墙深基坑工程为依托,通过数值模拟和现场实测方法研究降水渗流作用下富水砂层地下连续墙深基坑施工变形性状及其影响因素。研究结果表明:地下连续墙水平位移曲线分布随开挖深度加深由“斜线”形—“弓”形—倒“V”形演变,墙体最大水平位移U_x,max及其位置深度H_x,max与开挖深度h_e符合线性关系,最大水平位移约为(0.048%～0.082%)h_e,其深度位置约为(0.60～1.20)h_e;地表竖向位移曲线分布沿横向水平距离呈凹槽形,沉降槽随开挖深度增加而变宽、加深,沉降变形显著影响区为(1.0~1.5)h_e,距坑边(1/3~1/2)h_e处地表沉降最大;考虑地下连续墙与止水帷幕共同作用的富水砂层深基坑变形与实测结果更为吻合,且帷幕隔水和挡土作用对基坑变形影响显著;地下水位上升、砂层厚度加深均引起墙体水平位移和地表竖向位移增大,当风化砂岩层渗透系数较大时,渗透系数增加对坑外地表竖向位移的影响较墙体水平位移显著,合理的止水帷幕深度及间距参数有利于控制基坑变形和保持稳定性。     

非对称深基坑变形规律现场监测

根据南京市青奥轴线地下交通工程主隧道基坑特点,制定了深基坑开挖施工监测方案,并使用 测斜仪、频率接收仪对基坑的深层水平变形、墙体关键位置处的水平位移以及钢筋混凝土支撑轴力进行 监测。结果表明:非对称基坑开挖过程中,随着基坑开挖深度和支撑的架设位置的不同,墙体位移的模 式也不尽相同;最大水平位移发生位置逐渐下降至６／７倍基坑开挖深度;同时各级轴力也相应增加,并 呈现交替形式。监测过程中,各项数据均小于报警值,支护方案有效。     

盾构工作井深基坑变形规律的数值模拟及分析

为确保基坑开挖的顺利进行,需研究分析盾构工作井深基坑的变形规律.通过FLAC3D软件对项目基坑进行数值模拟,从围护结构的深层水平位移和基坑内外的竖向位移进行结果分析,小尺寸深基坑的地下连续墙受力以压应力为主,拉应力和剪应力十分微小,第4、5、6次开挖地连墙的深层水平位移增速较快,应注意;水平支撑可以有效减少地连墙的水平...     

深大坑中坑基坑围护结构离心模型试验研究

圆形地下连续墙作为一种受力合理的围护结构,由于空间"拱效应"的存在,作用在拱圈上的土压力主要在地下连续墙内自身平衡,地下连续墙的水平位移相对较小。基于某深大圆形基坑工程实际,采用离心模拟技术研究基坑开挖过程中基坑围护结构的水平位移和弯矩分布规律。分析表明,基坑地下连续墙最大水平位移为11.6mm,位于上部基坑的中下部,并且随着开挖深度增大,墙体位移逐渐增大且最大位移点不断下移。研究成果可为圆形基坑开挖和支护过程中围护结构的变形规律分析提供参考。     

沿海地区复杂地质条件下三角形深大基坑变形实测分析与数值模拟研究

以上海软土地区三角形深大基坑为背景,采用有限元软件,分析了基坑开挖过程中围护结构和周围土体的变形规律。同时结合三角形基坑的特殊结构形式,分析了不同边长、角点对于基坑变形的影响。研究表明：建立的有限元数值模型可以很好地预测基坑开挖引起的结构和地层变形;地下连续墙侧向位移呈现“鼓肚型”模式,墙后地表沉降在一定距离处出现沉降槽,且地下连续墙侧向位移和墙后地表沉降均随开挖深度的增加而增加;地下连续墙侧向位移和墙后地表沉降表现出显著的空间特性,在三角形长边中点处变形达到最大值,而在基坑角点附近,变形相对较小;角点角度越小,测点离角点越近,则变形越小。所得结论对于基坑工程的设计和优化具有一定的指导意义。     

兰州地铁深基坑围护结构选型分析

为了积累兰州地铁车站深基坑设计和施工经验,填补兰州地区地铁深基坑的桩撑支护设计空 白,结合兰州地铁深基坑工程对土钉墙（复合土钉墙）、地下连续墙、排桩预应力锚杆和排桩内支撑四种 围护方案进行对比,选定钻孔灌注桩加钢管内支撑支护方案。根据基坑开挖监测结果发现:随着基坑开 挖深度的增加,各开挖阶段水平位移与深度变化和内支撑及预应力的施加有关,基坑中部圈梁的侧移最 大;围护桩由于下端嵌固,上端被支撑,桩体变形曲线逐渐向“大肚”形变化,最大水平位移产生的位置也 相应下移。桩撑基坑开挖过程中,应减小悬臂阶段持续时间,尽早施工内支撑且适当施加预应力,加快 基础施工进度,防止因土体流变而产生较大的位移。     

双排格形地下连续墙的空间变形三维有限元分析

双排格形地下连续墙作为基坑工程的一种新型自立式支护结构,不仅可以发挥地连墙的作用,还有着墙体刚度大、抗渗性好、无需安装内支撑的优点。本文以某深基坑工程为例,采用有限单元法模拟基坑开挖与降水,重点分析双排格形地下连续墙的空间变形特性。     

泵站基坑开挖中的地下连续墙有限元结构计算

针对在某泵站基坑开挖过程中应用的超长跨度地下连续墙,首先采用ABAQUS有限元软件对抽水泵站基坑分四个开挖步进行渗流计算,在确定基坑地下连续墙两侧的地下水位分布规律后,再进行变形计算.结果表明:第四次开挖完成后,靠近基坑侧D4断面地下连续墙不同深度顶端横河向位移最大,达到35 mm.据此建议将B4-F4段南岸地下连续墙墙体厚度适当加厚变为100 cm,以减小南岸地下连续墙在基坑开挖过程中的横河向变形.     

深基坑地下连续墙施工期变形特性分析——以武汉光谷广场地铁站施工为例

为了探索施工期深基坑的变形特性,结合武汉市地铁光谷广场站深基坑工程实际,采用FLAC3D数值模拟软件,考虑基坑的实际施工开挖步序,对深基坑工程地下连续墙在相应支护体系下开挖过程中的变形特性进行了数值模拟,得到了采用地下连续墙支护结构的基坑开挖至不同深度时的变形场.根据变形场,分析得出了基坑各部位的变形特性,及最大水平、沉降变形量.通过对比分析发现,数值模拟结果与前期现场监测结果基本吻合,说明数值模拟分析结果对深基坑施工具有一定的指导意义,支护结构设计参数能够满足施工要求,可为其他类似基坑工程支护参数的选取提供参考.     

T形组合地下连续墙开挖及三维数值模拟分析

通过对南京某在建大型深基坑工程开挖过程中T形组合地下连续墙的分析,利用ABAQUS有限元软件建立T形组合地下连续墙开挖三维有限元模型。主要对墙体水平位移及墙顶、地表沉降和墙体应力进行模拟。同时对监测数据与模拟数据进行了分析。结论表明:现场监测数据和模拟数据吻合度较好,T形组合地下连续墙增加整体抗弯能力,墙体结合处有应力集中现象。为类似地质条件下的T形组合地下连续墙开挖施工及监测提出相关建议。     

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。     

预留反压土对基坑开挖效应数值分析

针对某基坑开挖工程采用地下连续墙、坑边预留反压土可行性问题,以该工程预留反压土关键设计思路与施工技术安全经济为目标,首先对基坑开挖过程挡土结构位移土压力曲线进行分析,并基于 Midas /GTS 建立了该基坑开挖工程三维相互作用体系有限元模型,对有/无设置反压土两种基坑工况进行非线性数值比对。结果表明,反压土能有效阻止周围土层和基坑基底的位移,并可对地连墙的不均匀沉降位移起到一定的控制作用,减小对冠梁产生附加次生的弯矩及剪力而导致的结构开裂破坏作用。基坑隆起与是否预加反压土关系不大,若所处地质环境良好,适当的采用反压土支护形式,可有效降低挡土结构位移与内力。变化反压土体积( 包括顶宽、高度、坡度) 对地连墙支护结构最大位移反应具有显著影响,当反压土具有适当体积时,地连墙最大位移反应可降低至 5 cm 以下,采用最优反压土体积参数可大幅降低基坑开挖时的支护费用。     

上海某人行地道基坑工程监测及数值模拟研究

根据现场监测数据系统研究了人行地道基坑施工过程中围护结构的侧向位移规律,并用岩土工程专业有限元软件对基坑开挖过程进行了模拟,将得出的侧向变形与实测侧向变形进行对比分析,重点研究了基坑开挖不同深度侧向位移的变化规律以及底板和顶板对围护结构侧向变形的影响。结果表明：围护结构水平位移呈“中间大、两端小”的特征,随着开挖的不断加深,围护结构侧向位移的最大值位置也不断向下移动;底板和顶板的浇筑有效的控制了围护结构的变形;有限元软件计算结果与实测数据取得了较好的一致性,可有效的预测基坑工程围护结构的变形,为类似工程的设计与施工提供参考。     

框架逆作深基坑变形特性三维数值分析

对基坑的变形特性进行数值分析在基坑设计中至关重要。结合实际工程框架逆作法超大基坑,选用Z Soil数值分析软件建立了全框架基坑模型并进行了数值模拟。由于需要考虑连续墙和土体之间的接触问题,土体则采用能够反映土体硬化特性的Hardening-Soil模型。为了更深刻的认识框架逆作法基坑变形的规律,并为设计者提供更好的参考,对影响框架逆作法基坑变形的一些主要参数进行了系统研究,包括框架梁截面尺寸、框架梁水平支撑竖向间距以及围护桩桩径等。结果表明:改变框架梁水平支撑竖向间距对围护墙的最大侧移、地表最大沉降有较大影响。增大围护桩桩径或框架梁的截面尺寸可以在一定程度上减小围护墙体变形,但超过某一定值时,其减小变形的效果将大大降低。     

某超大基坑挡土墙与土体相互作用的数值分析

以某超大基坑为例,借助FLAC^3D有限差分软件建立考虑土体、地下连续墙、结构梁板等共同作用的三维模型,研究墙体产生侧向位移时基坑外主动土压力的变化趋势墙体发生鼓型侧移时,基坑外主动土压力呈“R”分布;并对影响围护挡墙结构侧移和主动土压力分布的几个参数(内摩擦角、墙土摩擦角、挡土墙入土深度,以及基坑长宽比等)进行敏感性分析,并归纳出变化规律:土体内摩擦角和黏聚力对挡土墙侧移影响较大,随着内摩擦角和黏聚力的增大,挡土墙上的主动土压力和墙体侧移逐渐减小;挡土墙入土深度对挡墙的主动土压力影响不明显,而对挡墙侧移有一定影响。随着挡墙插入深度增大,上部墙体侧移逐渐增大;而下部墙体却相反,当插入比在1.2左右时,墙体侧移最小。在开挖面以上,随着基坑长宽比增大,挡墙上主动土压力逐渐减小;而在基坑开挖面以下,特别在靠近挡土墙底部范围内,随着基坑长宽比增大,挡墙上的主动土压力强度逐渐增大。     

非对称异形基坑挡墙离心模型试验研究

随着坑中坑一类基坑数量增多及内坑规模增大,因设计低估内坑影响造成的基坑事故时有发生,坑中坑问题成为一个亟待解决的岩石工程问题。以南京梅子洲过江通道超大型地下交通系统工程为背景,通过离心模型试验分析内外坑间距对内外坑围护墙土压力及变形的影响。研究结果表明:随着内外坑间距减小,开挖完成后中墙外侧土压力逐渐增大,始终大于静止土压力,中墙外侧底部土压力接近坑外静止土压力;随着内外坑间距减小,开挖完成后中墙顶部左侧水平位移及右墙最大水平位移均逐渐减小,始终向坑内方向变形;土压力的变化与围护墙的变形较为吻合。     

地震作用下双级加筋土挡墙的动力响应研究

为了研究汶川地震中一处双级加筋土挡墙的破坏机理,利用FLAC^3D有限差分软件进行动力分析;在此基础上,研究平台宽度的变化对双级加筋土挡墙抗震性能的影响。数值结果表明:汶川地震中,平台位置产生过大的水平位移和竖向位移是该双级加筋土挡墙发生局部破坏的原因;地震作用下,墙顶处水平位移最大值与不同的平台宽度之间呈非线性关系,上级挡墙的水平位移最大值随平台宽度的增加先减小后增大,而下级挡墙的水平位移最大值则随平台宽度的增加先增大后减小;增大平台宽度可以减小下级挡墙面板附近填土的竖向位移;在低烈度时,平台宽度对峰值加速度(Peak Ground Acceleration, PGA)放大系数影响较小;在高烈度时,平台宽度对PGA放大系数影响较大。因此通过设计合理的平台宽度能提高双级加筋土挡墙抗震性能。     

地下核反应堆洞室大型穹顶施工三维模拟研究

针对地下核电厂核反应堆洞室大型穹顶施工难度大的突出问题,分别提出了地下核反应堆洞室大型穹顶预留中心柱法和预留岩墙法两种施工方案,并利用Midas三维模拟平台,分别建立了上述两种方案分步施工三维分析模型。模拟结果表明,预留中心柱法和预留岩墙法分步施工引起的位移均满足施工安全要求,其中后者引起的最大位移较预留中心柱法施工引起的最大位移大,预留岩墙法分步施工引起的穹顶顶部位移较预留中心柱法明显,而预留中心柱法分步施工引起中心柱和开挖掌子面中部位移较预留岩墙法明显。两种施工方案应分别加强穹顶揭露区域、预留中心柱中部和开挖掌子面中部区域临时支护措施及监控措施,以确保施工安全。