圆形超深嵌岩地下连续墙支护深基坑开挖模拟

本文用Drucker-Prager模型和基于直接约束的接触算法模拟了圆形超深嵌岩地下连续墙支护深基坑开挖全过程.模拟结果表明圆形地下连续墙的拱效应有效地减少了墙体的侧移;施工误差对结构受力和变形有重要影响;墙体嵌岩部分拉应力和压应力都很大.所得出的结论为嵌岩基坑支护结构设计优化和施工控制提供了理论依据和实践参考.     

基于桩侧阻力强化效应的嵌岩桩承载力计算

 根据常法向刚度条件下结构面剪切力学特性研究嵌岩桩的荷载传递机制。考虑桩–岩界面胶结作用,提出完整的嵌岩桩桩–岩界面剪切机制,即包括胶结破坏、滑动剪胀及剪切滑移3部分;根据桩–岩界面不同剪切阶段的力学特性,建立完整的桩–岩界面剪切本构方程。基于结构面剪切力学特性,从理论上分析嵌岩桩桩侧阻力强化效应的产生机制。研究结果表明,桩侧阻力增强效应在整个桩侧都有发生,但在桩端附近桩侧最为明显。在机制分析的基础上,提出考虑桩侧阻力强化效应的嵌岩桩竖向承载力理论计算方法,该法计算模式明显有别于传统桩基规范算法。工程算例对比分析结果表明,该方法计算值比桩基规范传统算法计算值更接近于现场实测静载试验结果。这一算法可为嵌岩桩设计与应用提供新的思路。     

大面积基坑开挖前预降水对支护墙变形的影响研究

首先基于工程实测,研究了大面积宽基坑土方开挖前群井预降水对支护墙变形的影响,实测到基坑开挖前降水引起的最大支护墙侧移达到15 mm,约为该基坑变形报警值的47.6%;并发现对于排桩支护墙,在支护侧布置降水井,可以起到减小坑内降水引起支护墙侧移的作用;然后开展了35个常见工况的三维流固耦合有限元数值计算,研究了基坑宽度对支护墙变形的影响规律及其机理。结果表明,宽度较大基坑在同一预降水时间和深度条件下将发生更大幅度支护墙侧移,而在通常的预降水深度(0~20 m)条件下,对于宽度为20~40 m的地铁基坑,降水引起的支护墙最大变形及其增量均对基坑宽度的变化十分敏感,而对于宽度大于40 m的基坑,在同一降水深度条件下,支护墙最大侧移仅有较小的差别。而引起上述规律的机理可用降水过程中基坑中轴两侧土体侧移的叠加效应强弱来解释,基坑宽度越小,降水过程中坑内土体侧移叠加效应越明显,最大支护墙侧移就越小。     

钻孔大直径嵌岩桩设计的几个问题

文章阐述了钻孔大直径嵌岩桩的长径比及桩长要求,分析了钻孔大直径嵌岩桩桩侧土体的尺寸效应,提出了钻孔大直径嵌岩桩的端承桩设计及桩端嵌多个岩层的承载力设计。     

嵌岩桩尺寸效应及深度效应的室内试验研究

为了研究嵌岩深度超过4倍桩径的深嵌岩桩的桩径尺寸及嵌岩深度对桩基承载特性的影响,采用室内模型试验方法,通过室内3组(9根)模型试桩对其进行了研究与分析,内容包括桩径大小及嵌岩深度对深嵌岩桩基承载力的影响、嵌岩深度的变化对轴力传递的影响以及桩径尺寸及嵌岩深度效应对桩侧阻力、桩端阻力的影响等。研究结果表明:增大桩径和增加嵌岩深度对提高嵌岩桩基的极限承载力都是可行的,且增大桩径比增加嵌岩深度更为有利;从桩身轴力传递来看,随着嵌岩深度的增加,桩身轴力的分布主要集中在桩身上部;从桩侧阻力分布形态来看,桩侧阻力也主要分布在桩身的上部区域。对小直径桩基(D=50 mm)而言,随着嵌岩深度的增加,桩顶承受荷载的增大,桩身上部的极限侧摩阻力也随之增大;而对大直径桩基(D=90 mm)而言,桩侧摩阻力随桩径的增加而反而有所减小;从桩端阻力大小来看,在极限荷载作用下,桩基嵌岩深度越深、桩径越大,桩端阻力变化越小。     

关于嵌岩桩的一些思考

在收集大量资料的基础上，对嵌岩桩桩端阻力、桩端附近桩侧阻力增强效应、嵌岩深度问题以及孔壁粗糙度对嵌岩桩承载力的影响5个问题进行了归纳和总结。     

“大直径泥质软岩嵌岩灌注桩的荷载传递性状”讨论之二

《岩土工程学报》１９９８年第４期所载“大直径泥质软岩嵌岩灌注桩的荷载传递性状”一文（作者刘松玉等,以下简称“刘文”）,提供了许多宝贵资料。笔者对刘文分析整理后,取其部分绘成系数ξｐ与嵌岩比关系数图（图１）。ξｐ＝ｑｍａｘ／ｆｗ,式中ｆｗ资料来源於文献［１］。从图１可看出ξｐ似与嵌岩比无关。桩基的侧阻力和端阻力在粘性土和砂性土中往往存在“深度效应”,对此各文献都有解释［２,３］。对於嵌岩桩的端阻力是否也存在“深度效应”,国内外文献没有明确报到,这是一个值得探讨的问题。嵌岩段侧阻力修正系数ξｒ也同样有待研究探讨。*图１　系数ξｐ与嵌岩比的关系Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎ     

嵌岩桩嵌岩深度效应三维弹塑性有限元分析

采用接触面单元模拟竖向荷载作用下桩与岩土间的粘结一滑移,提出了一种模拟嵌岩桩嵌岩深度效应的三维弹塑性有限元模型,指出计算模型能较好地反映接触面极限摩阻力及粘结刚度的影响,分析表明,在输入合理参数的前提下,该模型可用于分析确定嵌岩桩的合理嵌岩深度.     

内撑式地连墙变形特征及其参数优化研究

随着国内深基坑工程的不断发展,越来越多的基坑支护形式被提出并得到了广泛的实践,为了保证基坑工程的安全,限制基坑变形与保护周边环境,选用适当的支护形式与支护参数显得尤为重要。本文依托广州新白云国际机场第二高速公路北段暗埋隧道深基坑工程,采用有限差分软件FLAC^3D建立数值模型,取地连墙厚度、地连墙入土深度、横向支撑布置形式3个变量,探讨了不同支护参数取值对内撑式地连墙支护结构中地连墙侧向位移和支撑轴力分布的影响,提出合理的支护参数取值建议与优化效果。结果表明,基坑存在明显的坑角约束作用,限制坑角地连墙侧移与支撑轴力;地连墙整体侧移在地连墙厚度0.6~0.8 m时明显较大,且由于刚度不足出现反弯点;地连墙底部嵌固作用可有效限制侧移量,地连墙侧移随开挖深度变化曲线呈现“中间大,两头小”的抛物线形状;将支撑整体下移2 m,可有效减小墙体最大侧移,改善支护效果。     

嵌岩桩嵌岩段的岩石极限侧阻力系数

嵌岩桩在岩土工程中已得到广泛应用,但如何准确计算嵌岩段桩的极限侧阻力仍是工程设计人员面临的重要课题。收集整理了不同时期、不同地区、不同岩石强度和不同嵌岩条件下开展的145个嵌岩桩竖向下压承载力试验成果,主要包括嵌岩段岩石类型及其单轴抗压强度、嵌岩桩的直径与嵌岩深度、嵌岩段桩的极限侧阻力等。定义嵌岩段桩的极限侧阻力和岩石单轴抗压强度的比值为嵌岩桩嵌岩段岩石极限侧阻力系数,分析了桩径、嵌岩深度、嵌岩深径比和岩石强度对嵌岩段极限侧阻力和岩石极限侧阻力系数的影响规律,建立了嵌岩段岩石极限侧阻力系数与岩石单轴抗压强度之间的拟合关系式,给出了不同可靠度水平下岩石侧极限阻力系数取值。