基于MIDAS GTS基坑支护数值模拟分析

岩土工程中数值分析是起着重要作用.本文通过MIDAS GTS有限元软件建立基坑开挖模型,模拟实际施工,得出相应的变形数据以及锚杆轴力变化,可以提前预测出基坑开挖过程中出现基坑位移和土体隆起量最大的位置.结果表明随着开挖深度逐渐加大,桩身水平位移逐渐增大,最大水平位移随着开挖深度增大而向下移;在基底处发生了隆起,基底中间位置处隆起量最大,两侧逐渐减小;地表的沉降量和水平位移随着开挖深度增加也逐渐增大;锚杆在自由段处轴力最大,沿着锚固段轴力逐渐减小,可为类似工程提供参考依据.     

微型桩-锚杆-土钉复合支护结构相互作用分析

结合郑州一基坑工程项目,应用分布式光纤传感技术对土钉和锚杆的轴力进行监测,根据实测数据分析土钉和锚杆轴力随基坑开挖而变化的规律.运用FLAC3D软件建立两种复合土钉支护结构的三维模型,进行开挖支护施工过程的三维动态模拟分析,并通过两种模型的对比分析得出微型桩在复合土钉支护结构中的作用.最后把数值分析结果与现场实测结果相比较.结果表明,这种复合支护结构可以充分发挥锚杆的锚固作用.微型桩能有效控制基坑的稳定性与变形,并能改善土钉和锚杆受力状态.基坑侧壁水平位移最大处几乎与微型桩最大正弯矩处相重合,最大负弯矩处近似在基坑边壁坡脚处.     

离心模型试验的连续墙变形影响因素

以上海世博会世博轴及地下综合体工程1标段逆作法施工深大基坑为背景,为了更好的了解土体开挖对地下连续墙变形的影响,设计了反应上海软土蠕变效果的离心模型试验,并结合有限元对其中主要的影响因素-开挖时限、开挖顺序和纵向开挖宽度进行了分析计算。离心模型试验和监测数据表明,数值计算的结果与试验和现场实测出的地下连续墙水平位移值都比较接近,可以较好的反映基坑开挖的变形性状。研究结果表明：预留土台和中板对于地下连续墙的变形有很好的控制作用;由土体蠕变而产生的地下连续墙变形大部分发生在预留土台开挖后,在预留土台开挖后应尽快施作下层板结构,以减小由于土体蠕变而使地下连续墙产生的变形;浅3层预留土台的纵向开挖宽度宜小于深3层预留土台的纵向开挖宽度;采用跳挖方式开挖土台时,应先开挖地下连续墙附近无重点保护对象的区域。     

Factors Influencing Deformation of Underground Diaphragm Wall in Deep Excavation Based on Centrifugal Model Test

以上海世博会世博轴及地下综合体工程1标段逆作法施工深大基坑为背景,为了更好的了解土体开挖对地下连续墙变形的影响,设计了反应上海软土蠕变效果的离心模型试验,并结合有限元对其中主要的影响因素—开挖时限、开挖顺序和纵向开挖宽度进行了分析计算.离心模型试验和监测数据表明,数值计算的结果与试验和现场实测出的地下连续墙水平位移值都比较接近,可以较好的反映基坑开挖的变形性状.研究结果表明:预留土台和中板对于地下连续墙的变形有很好的控制作用;由土体蠕变而产生的地下连续墙变形大部分发生在预留土台开挖后,在预留土台开挖后应尽快施作下层板结构,以减小由于土体蠕变而使地下连续墙产生的变形;浅3层预留土台的纵向开挖宽度宜小于深3层预留土台的纵向开挖宽度;采用跳挖方式开挖土台时,应先开挖地下连续墙附近无重点保护对象的区域.     

下穿地铁深基坑开挖影响的监测分析

临近地铁隧道的软土深基坑开挖时,若不能严格控制基坑施工效应,既有盾构隧道易出现损坏.在杭州市萧山区彩虹大道(工人路-市心路)B标段深基坑工程开挖过程中,对基坑下穿地铁隧道受影响范围内的隧道位移、收敛等进行监测,同时开展基坑地下连续墙与土体深层水平位移、地下水位、支撑轴力、地表和周边建筑物沉降、基坑围护墙顶与立柱沉降的监测工作.数据分析结果表明:基坑开挖对下穿隧道的影响以竖向位移为主,对水平位移和收敛变形影响较小;地下连续墙深层墙体水平位移与深层土体水平位移有明显的相关性,可用墙体水平位移代替土体水平位移;基坑地下水位的变化趋势与周边建筑物沉降变化趋势相同,开挖期间需密切关注地下水位的变化;基坑隆起是导致支撑轴力出现负值的主要原因,当支撑轴力出现负值时应高度关注坑底隆起和地表下陷.     

西安地铁运动公园站深基坑变形规律现场监测研究

以降低城市地铁车站深基坑开挖对周围环境影响,保障地铁工程施工安全为目的,该研究依托西安市地铁二号线运动公园车站深基坑施工,对施工过程中钢支撑轴力、桩身水平位移、基坑周围地表沉降进行了现场监测,分析了工程开挖前后一段时期内基坑变形规律.研究结果表明:围护桩变形的最大部位在距桩顶2/3的基坑开挖深度处;距基坑长边10m左右地表变形随着基坑开挖深度增加,基坑开挖初期变形速率较大,随着开挖深度的增加,速率逐渐减小;钢支撑能够有效地限制围护桩的水平位移,随着基坑开挖深度和钢支撑的增加,钢支撑的轴力随之增大,最后随时间内力趋于稳定.     

深基坑围护混合支撑体系内力与变形监测分析

以混合支撑体系内力与变形的变化规律为研究目标,以某明挖隧道深基坑为例,采用现场监测方法,对基坑开挖引起的围护结构位移、锚索应力、支撑轴力的变化规律及施工中遇到的一些问题进行了分析.试验表明:开挖至基底标高时,桩顶和桩身位移达到最大值,桩身最大位移发生在基坑中上部6 m处;随着基坑的开挖,锚索应力呈波浪上升状变化,温度和施工荷载是造成波浪状变化的原因;围护结构位移、锚索应力、支撑轴力与开挖深度具有同步性.监测数据整体稳定,基坑采用的混合支撑方案安全可靠.     

基于FLAC3D的复合土钉支护数值模拟分析

采用FLAC3D有限差分软件,对预应力锚索复合土钉支护结构的开挖支护施工过程进行动态模拟,分析了基坑开挖过程中土体的变形特性,发现土体的水平位移随着开挖深度的增大而增大,但由于锚索的加入,对土体向坑内的倾斜有一定的限制作用.得出基坑水平位移变化曲线基本呈“鼓肚”形状,且土体最大水平位移模拟值和实测值相差0.75 mm,...     

土岩组合地质条件下适宜嵌岩深度分析

基于土岩组合基坑支护结构安全的重要性,探讨了保证岩体稳定性的适宜嵌岩深度的精确算法,提出了利用积分形式推导3种临界深度支护桩的嵌岩深度,并配合MATLAB编程与理正设计软件使用,研究了一套可以同时满足支护桩内力变形和岩体稳定的相对智能而高效的计算适宜嵌岩深度的方法,并用实际算例进行验证.结果表明:探寻出的计算流程通过不断的修正计算,给出了适宜嵌岩深度,与传统方法的计算结果相比大于5%,说明仅考虑内力变形要求,嵌岩桩存在失稳的可能;增加考虑岩体的稳定性,可以更科学的确定嵌岩深度,保证支护桩和岩体的稳定性,为土岩组合基坑支护重要设计参数提供参考依据,确保工程的安全性和经济性.     

基于FLAC3D的复合土钉支护数值模拟分析

采用FLAC3D有限差分软件,对预应力锚索复合土钉支护结构的开挖支护施工过程进行动态模拟,分析了基坑开挖过程中土体的变形特性,发现土体的水平位移随着开挖深度的增大而增大,但由于锚索的加入,对土体向坑内的倾斜有一定的限制作用。得出基坑水平位移变化曲线基本呈＂鼓肚＂形状,且土体最大水平位移模拟值和实测值相差0.75 mm,模拟值与实测值非常接近。     

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。     

开挖诱发坑内既有基桩附加内力的模型试验

既有建筑下挖改造引起的基坑被动区土体侧移会对坑内基桩承载性产生重要影响. 通过室内模型试验研究坑内基桩在被动区土体侧移作用下的桩身受力特性,重点分析支护结构与坑内基桩距离、开挖深度、桩顶竖向荷载及承台约束高度对基桩弯矩和剪力的影响. 试验结果表明,在悬臂式支护开挖条件下,被动区土体位移模式呈倒三角形,基桩弯矩和剪力沿桩身分布具有多个异号峰值,桩身自上而下可分为开挖裸露段、被动受荷段和主动作用段. 基桩与支护水平间距越小、基坑下挖深度越大,基桩各部位弯矩和剪力越大,且竖向受荷和桩身侧向变形的耦合效应将使桩身弯矩变大. 桩顶约束高度的改变会对基桩弯矩和剪力产生影响,在其他条件相同时,约束高度越大,基桩弯矩和剪力越小. 研究结果可为地下增层工程的设计提供支撑.     

资兴高速K21段顺层岩质边坡支护过程数值模拟研究

以资兴高速K21段顺层岩质边坡为研究对象,借助现场调查、数值模拟研究段边坡的开挖和支护过程,对各阶段的稳定性、位移、应力等的变化规律进行分析,验证了开挖、支护设计的合理性以及边坡加固的安全性,研究了边坡在开挖支护过程中应力应变规律。结果表明,顺层岩质边坡开挖扰动开挖破坏了边坡原有的应力分布,导致岩体产生裂隙损伤和变形,并逐渐扩张,弱化岩体和层面自身的强度。同时,边坡开挖,直接破坏了边坡原有的连续受力体系,由于软弱层面的抗剪强度较低,从而导致岩层沿开挖揭露的软弱层面整体下滑。锚索框架一方面通过对坡体的位移的控制作用,增加坡体的稳定性,另一方面通过预应力锚索把层状岩体锚固在一起,使得各层之间摩阻力增大,内应力和挠度大为减少,大大提高了层面的抗剪强度。     

排桩支护内力试验研究

通过对邯郸某深基坑桩锚式支护结构桩身内力的计算与现场实测,研究分析了深基坑开挖过程中桩身钢筋应力及弯矩的分布和变化规律.在开挖过程中,桩身内力随开挖深度的增大而增加.桩身钢筋应力与基坑的暴露时间、桩体位移及预应力锚杆的施加等因素有关.在桩身内力实测结果和理论计算结果对比分析的基础上,得出在桩锚支护设计中使用弹性法比经典法更加合理,从而为桩锚支护结构设计提供了依据.     

郑州市某建筑深基坑监测

对郑州市某拟建大楼深基坑支护结构的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力及周边建筑物沉降变形等进行跟踪监测,分析其变化情况.结果表明:桩顶水平位移随着基坑开挖,总趋势是逐渐增大,其大小受桩顶荷载影响明显,靠近基坑转角处的监测点,其水平位移发展快;在冠梁处的深层水平位移发展得慢,到后期,深层水平位移曲线图发展成"两头小,中间大"的鼓腹状形态;锚索轴力在张拉锁定后短时间内发生较大的预应力损失,锚索轴力有些波动,达到最大值后基本保持恒定;建筑物沉降随着基坑深度的逐渐增加而不断增大,表现出"慢—快—慢,小—大—小"台阶式的变化规律.由监测结果可知,该工程的支护方案效果良好,满足设计和环境的要求.     

软土地区抗拔桩受力性状的试验研究

通过温州鹿城广场4根抗拔桩静载试验,分析了抗拔桩在不同荷载水平下的受力性状.试验结果表明,抗拔桩在荷载作用下,桩身轴力随着深度的增加而减小,在桩端处桩身轴力始终为零,即抗拔桩表现为纯摩擦桩.对于持力层是卵石层的抗拔桩,桩身拉伸量是桩顶上拔量的主要组成部分.桩侧摩阻力的发挥程度和桩土相对位移有着很好的对应关系.在靠近桩端的桩侧土体中,当桩土发生相对位移时,即使其值很小,桩侧摩阻力也会急剧增加.当荷载（桩土相对位移）增加到一定值后,桩侧摩阻力随着荷载的增加而减小,即出现侧阻软化现象.     

小净距隧道坍塌堆积岩层段受力变形分析研究(研究生论坛)

在坍塌堆积围岩中修建小净距隧道经常会遇到掌子面塌方和中间岩柱失稳等问题。结合雷公浦小净距隧道的工程实践,在出口坍塌堆积岩层段对地表沉降、拱顶下沉、洞内周边收敛、中间岩柱位移、锚杆轴力、围岩压力和钢拱架应力等进行了现场监测,并选取K70+520断面进行数值模拟研究。监测及数值模拟结果表明:在坍塌堆积围岩条件下采用3台阶法进洞存在稳定性问题,类似工程建议采用预留核心土法,可有效提高工作面的稳定性;后行洞开挖对先行洞的受力和稳定性影响较大;整个中岩柱处于扰动状态,锚杆的锚固力没有得到较好的发挥,拱顶和拱腰部位容易出现应力集中。研究结论可为类似条件下工程的设计、施工和监测提供借鉴。     

二元地质条件下内支撑与土钉墙支护设计问题

结合某基坑工程的设计实践,对在基坑开挖深度内有土层和岩层、且岩层内存在软弱夹层的二元地质条件下采用内支撑和复合土钉墙组合形式支护时存在的问题进行了详细分析,主要包括土压力的计算模式、钢管桩下局部地基承载力的验算、刚-揉性组合支护型式的交接处刚度协调、内撑立柱的约束状态对内支撑稳定性的影响等问题,通过对这些问题的分析,得到在设计类似基坑支护形式时需要注意的问题,并提出解决问题的措施,为同类工程提供参考。     

深基坑双排桩支护体系承载机理研究

目的研究分析不同开挖阶段双排桩支护体系位移、应力、应变变化规律,为基坑支护设计的优化、施工提供了有效的理论依据．方法通过MidasGTS有限元数值分析法,对不同开挖阶段,双排桩支护结构位移、受力情况进行分析,得到在不同的开挖阶段双排桩支护体系的位移、受力特征．结果基坑开挖后双排桩支护结构桩顶水平位移最大,随着双排桩支护结构深度的增加,位移逐渐减小,第一、二次开挖后前排桩最大位移值为1．058mm、42．5mm,第一、二次开挖后后排桩最大位移值1．062mm、42．5mm,前排桩比后排桩值偏大;基坑开挖后,基底处剪切应力最大,双排桩支护结构桩顶、基底处弯矩值较大．结论基坑开挖后,双排桩支护结构桩顶水平位移最大,随着双排桩支护结构的深度的增加,位移逐渐减小,且前排桩位移值比后排桩位移值偏大;随着基坑开挖深度的加深,桩底处弯矩逐渐减小,最大弯矩处逐渐上移,桩顶位置值显著增大,前后排桩弯矩值变化是一致．