考虑结构应力的粘土一维非线性固结分析

考虑结构性粘土的结构应力比以及施工荷载分级加载情况,建立了考虑结构应力比的天然饱和软粘土一维非线性固结控制方程,采用Crank-Nicolson有限差分格式对固结方程进行了求解,并与不考虑结构应力比的一维线性和非线性固结结果进行了比较分析,最后针对不同η/c比值分析了天然饱和软粘土的一维非线性固结性状.研究表明,非线性参数η/c对固结速率有较大影响,η/c值越小孔压消散越快,固结速率越大.在固结初始阶段不考虑结构应力比的线性与非线性固结计算结果比较接近,随着固结的发展,不考虑结构应力比的非线性固结由于未考虑粘土天然结构应力的存在高估了土体非线性的影响,而考虑结构应力比的非线性固结计算结果更接近于天然粘土的固结性状.     

深基坑开挖当中的有限元计算

介绍有限元运用于软土深基坑开挖的计算原理。利用三维有限元建模后,通过桩土相互作用分析,对影响深基坑变形和稳定的关键性状进行讨论,从而提出了一些控制支护结构变形,保持基坑稳定的方法措施。     

考虑应力历史的双层地基一维固结问题

基于单层超固结饱和土固结理论，针对不同排水条件、变荷载和自重应力沿深度实际分布及考虑应力历史影响的双层地基固结问题，提出了相应的一维固结方程，并利用半解析法编制了求解该问题的Fortran程序ODLCADOS.通过典型的算例，揭示了考虑应力历史影响的双层地基一维线性固结性状.研究表明，考虑应力历史影响比未考虑应力历史影响时，地基沉降小，固结发展快；荷载的大小、上下土层先期固结压力、土体压缩性和渗透性的变化等对双层地基的固结性状均有明显影响.     

基坑开挖卸载土体变形的试验研究

对青岛地区某深基坑工程的20个粉质粘土原状饱和试样在K0状态下进行不排水卸荷试验,对其应力-应变关系进行分析研究,目的在于了解该种土在卸荷条件下试验应力-应变的变化规律,探索弹性模量方程的形式。研究结果表明:卸荷条件下该土的试验应力-应变曲线仍可用双曲线形式模拟,且与常规三轴压缩试验应力-应变曲线相似,它们之间可用一个常量来表达,而其弹性模量却有各自不同的表达形式。     

有限元在软土深基坑开挖中的应用

介绍有限元运用于软土深基坑开挖的计算原理．利用三维有限元建模后，通过桩土相互作用分析，对影响深基坑变形和稳定的关键性状进行讨论，从而提出了一些控制支护结构变形，保持基坑稳定的方法措施．     

基坑开挖卸载土体变形的试验研究

对青岛地区某深基坑工程的20个粉质粘土原状饱和试样在K0状态下进行不排水卸荷试验,对其应力-应变关系进行分析研究,目的在于了解该种土在卸荷条件下试验应力-应变的变化规律,探索弹性模量方程的形式.研究结果表明卸荷条件下该土的试验应力-应变曲线仍可用双曲线形式模拟,且与常规三轴压缩试验应力-应变曲线相似,它们之间可用一个常量来表达,而其弹性模量却有各自不同的表达形式.     

主应力方向和中主应力系数对冻结黏土性状的影响

为研究复杂应力路径下冻土的力学特性,利用冻土空心圆柱仪对饱和冻结黏土开展了定向剪切试验,重点研究了大主应力方向和中主应力系数对饱和冻结黏土应力应变性状的影响.试验结果表明:定向剪切路径下饱和冻结黏土应力-应变曲线基本呈现应变硬化特征,且广义剪应力-应变曲线受扭剪分量的主导.不同大主应力方向下冻结黏土应力-应变曲线水平存在一定差异,当中主应力系数b为0.5和1时广义剪应力-应变曲线水平随着大主应力方向角α的增加而降低.中主应力系数b对冻结黏土扭剪分量的应力应变性状影响相对较小,而对轴向分量与广义剪应力应变性状影响显著.     

受深基坑开挖影响的地下管线安全性预测

采用指数曲线法推导出软土区带内支撑的深基坑墙后地表沉降计算公式;从管-土相互作用原理出发,分析两种失效模式下地下管线安全性状与地表最大沉降值之间的关系;提出了失效系数的概念,用以反映管线实际工作状态与失效状态的差距,对管线安全性状做了较为明确的分级。通过工程实例的分析,对受深基坑开挖影响的地下管线安全性进行了较好的预测。     

基于FLAC3D的深基坑变形规律研究

为了分析深基坑开挖支护活动中应力应变连续变化过程对深基坑施工安全的影响,采用FLAC3D软件构建了深基坑有限元分析模型,通过分层开挖过程模拟,分析基坑各向变形规律,为支护方案的调整提供依据。模拟结果表明,基坑开挖至-3 m时,支护前后的Z向变形量分别为5. 89 mm和6. 03 mm,说明基坑隆起速率较高;基坑开挖至-7 m时,支护前后Z向变形量分别为11. 45 mm和11. 13 mm;基坑开挖至-12 m时,支护前后Z向变形量为12. 23 mm和12. 15 mm,X向变形量为12. 46 mm和12. 13 mm,Y向变形量分别为12. 45 mm和12. 11 mm。可见基坑坑底变形和侧向变形趋于稳定。深基坑各向变形指标均在合理范围内,说明采用分层开挖支护的方案是可行的。     

基于FLAC-3D的深基坑开挖过程数值分析

以天津市某一深基坑工程为例,基于FLAC-3D数值分析软件,进行了不同开挖时间和空间的数值模拟计算,并与开挖监测结果进行对比,分析了深基坑开挖过程中围护结构变形、支撑轴力、坑底回弹及工程桩承载性状等参数的时空效应。     

Base stability analysis of braced deep excavation in undrained anisotropic clay with upper bound theory

It is imperative to evaluate factor of safety against basal heave failure in the design of braced deep excavation in soft clay. Based on previously published field monitoring data and finite element analyses of ground settlements of deep excavation in soft clay, an assumed plastic deformation mechanism proposed here gives upper bound solutions for base stability of braced deep excavations. The proposed kinematic mechanism is optimized by the mobile depth (profile wavelength). The method takes into account the influence of strength anisotropy under plane strain conditions, the embedment of the retaining wall, and the locations of the struts. The current method is validated by comparison with published numerical study of braced excavations in Boston blue clay and two other cases of excavation failure in Taipei. The results show that the upper bound solutions obtained from this presented method is more accurate as compared with the conventional methods for basal heave failure analyses.     

沉积作用及应力历史对自重应力和沉降的影响

土体的沉积作用和应力历史会影响土体自重应力的确定,也会影响地基最终沉降量的确定。鉴于e-lnp比e-lgp坐标图能更方便、精确地描述线性问题,根据e-lnp坐标图推导沉积作用对成层土、正常固结土、超固结土的自重应力与沉降影响的计算式。用该计算式对昆明滇池国际会展中心部分深厚软土地基的自重应力和最终沉降量进行计算,并用计算结果和不考虑沉积作用及应力历史影响的计算结果进行对比分析,结果表明,沉积作用对深厚软粘土自重应力和最终沉降量计算值的影响非常显著,并且土体厚度越厚、上覆荷载越大,其影响越明显。     

初始应力状态对侧限条件黏土动态压缩过程和力学性能的影响

黏土的初始应力状态对其动力学性质有显著的影响。本文采用长时、分级、高压固结方式模拟了黏土的原始应力赋存环境,采用SHPB实验装置对侧限条件下的高压固结黏土进行应变率范围为200~800 s_^-1的冲击压缩实验,分析了黏土应力记忆效应、应变率效应和动态压缩过程。实验结果表明,黏土的应力历史影响了其动态压缩过程,试样依次经历压实段—线弹性加载段—线性卸载段,在动载下黏土压实段与线弹性加载段应力拐点的均值为3.8 MPa,与先期固结应力4.2 MPa具有相关性,并且压实段应变均值约为试样破坏应变的33%;采用200 mm和300 mm的短子弹进行冲击加载时,黏土试样未发生稳定的塑性变形,分析应力-应变率曲线发现,黏土的压实过程吸收了一部分动载能量,使其无法持续进行动态压缩行为,但进入动态压缩阶段后黏土受子弹长度影响较小;黏土试样动态加卸载段模量随应变率同步增加,但加卸载模量的比值稳定在0.45左右,表明更高的冲击速度没有造成试样进一步的损伤,这与冲击后的宏观破坏现象及塑性变形分析相互印证。实验结果也说明,针对软弱、松散颗粒体材料,高压固结方式为研究其动力学性质提供了一种思路。     

合肥地区深基坑开挖对邻近管线影响分析

为了研究合肥地区深基坑开挖对邻近管线的影响规律,选取合肥市某地铁车站深基坑作为研究载体,运用FLAC~(3D)有限差分软件对实际工程进行数值模拟。根据计算结果研究管线整体变形规律和管线应力分布状况,重点分析开挖工序、管线材料、管线直径、管线位置对管线内力变形的影响。研究结果表明:在基坑开挖过程中,管线出现向基坑侧变形的趋势。基坑端部区域的管线变形最小,基坑中部区域的管线变形最大。在相同的开挖支护条件下,管线材质、直径和位置对管线应力变形影响较大。管线材料的刚度越大,管线整体变形越小而应力越大;管线直径越大,管线整体变形越小,应力值也越小;管线与基坑的间距越大,管线变形越小,应力值也越小;管线水平位移和应力值随着管线埋置深度的增加而逐渐增大,当增大到最大值后又逐渐减小;管线的竖向位移随着管线埋置深度的增加则逐渐减小。     

地下水渗流对基坑稳定性影响

论述了基坑开挖过程中常用的降水方法——明沟排水和井点降水以及相应的水流运动;简要阐述了动水压力分析法和管涌(流砂)的产生机理,导出渗流力公式和管涌的安全系数,对影响基坑水力稳定的因素作简要评述;分析了基坑深开挖过程中渗流场的变化规律及对应力场变化的影响,忽略固结效应,将渗流场的水力作用与应力场耦合,力图通过这种分析,以求得地下水渗流对基坑稳定性影响的基本规律的认识。     

地下铁矿床灰岩顶板突水机理模拟研究

根据水和岩石间力的传递过程的基本理论,利用SURPAC生成的真实地质模型,运用FLAC3D模拟了真实矿体开挖、填充对顶板稳定性的扰动.结果表明：矿房顶板的拉应力、沉降和塑性深度都随开挖步的进行逐渐增加,在开挖完5层后,拉应力的影响深度为10 m左右;矿房顶板的沉降为9.2 mm;矿房顶板的塑性深度为25 m;最大孔隙水压力随开挖步的进行逐渐减小.此时矿房顶板和注浆灰岩顶板在扰动下的塑性区都还没有贯通,注浆灰岩的隔水性能够得到保证.     

开挖卸荷桩土界面荷载传递模型的修正与验证

为了准确预测深开挖条件下桩基的承载变形性状,在桩土界面荷载传递计算模型中考虑了卸荷效应．基于快速拉格朗日法(FLAC3D),将线弹性-完全塑性的桩土界面荷载传递模型修正为双曲线计算模型,修正后的模型可以考虑开挖卸荷后桩周土体法向应力减小对桩土界面剪切刚度的影响,也可以考虑开挖深度、面积和桩长对桩端阻力的影响．利用修正模型对开挖条件下砂土地基中的单桩进行了足尺数值试验,分析计算了开挖后桩基的承载性能,并将修正后模型的计算值与软件内嵌的线弹性-完全塑性模型的计算值及试验值进行对比分析．结果表明:修正后计算模型和传统计算模型都能够较准确地预测开挖条件下桩基总极限承载力,但是,修正计算模型考虑了支护结构外围土体对桩端承载力的贡献,能更准确地预测桩身下部侧摩阻力与桩端阻力．因此,修正计算模型更适合开挖条件下的桩基承载力计算．     

现浇薄壁灌注桩在某基坑支护中的设计与应用

通过基于液压高频振动锤施工成形的大直径现浇薄壁灌注桩技术在某深厚软土基坑支护中的成功应用,分析比较了不同直径灌注桩排桩支护的经济与技术指标,提出了环形截面配筋计算方法和环形截面支撑桩与地下室楼（底）板结合处的构造处理方法,论证该桩型在沿海软土地基基坑支护工程中具有广泛的推广价值。     

Prediction of Rock Burst with Deep Mining Excavation in Linglong Gold Mine

To predict rock burst in deep mining excavation in Linglong gold mine, systematical laboratory tests of mechanical properties of rock, in situ stress measurement and 3-D FEM analysis on energy distribution in rock mass surrounding deep mining rooms were carried out. According to various prediction criteria of rock burst, it is concluded that rock burst is liable to occur during deep mining excavation in the mine.     

不同密度粉质粘土K0固结侧向卸荷三轴试验研究

针对侧向卸荷等特殊应力路径下应力应变关系对土体本构模型的影响，利用应力控制式三轴仪，对南京某工程粉质粘土的重塑样进行了K₀固结条件下侧向卸荷三轴固结排水剪试验，研究了侧向卸荷路径下干密度对粉质粘土应力应变及强度特性的影响规律，建立了一个土体因干密度变化引起内摩擦角变化的经验公式，提出了一个侧向卸荷条件下土体破坏时的侧向应变经验公式，并提出了据此公式估计基坑支挡结构的极限位移的方法。