排桩加内撑支护结构在兰州地铁车站基坑中的应用及有限元分析

以兰州地铁项目工程为背景,介绍了排桩加内撑支护结构在世纪大道试验段地铁车站基坑工程中的应用,并采用大型有限元软件ADINA模拟了基坑的开挖和围护结构的施工过程,得到了围护结构周围土体的位移及围护结构的内力。有限元分析计算结果表明,该基坑工程支护设计方案合理、效果良好,满足了设计和环境的要求,同时还证明了排桩加内撑支护结构在兰州地区地铁车站基坑中的适用性。本工程取得的经验对兰州轨道交通基坑工程和兰州地区类似基坑工程具有指导意义。     

基于正交设计的红砂岩改良土抗剪强度试验和回归分析

兰州地区地铁深大复杂基坑日益增多,为了保护生态环境和减少工程造价,通过试验将开挖后的红砂岩添加黄土和水泥进行改良作为路基填料。基于兰州某地铁工程,采用正交试验,对不同配合比下的改良土展开了击实试验和快剪试验,分析了红砂岩改良土抗剪强度的影响因素及其影响大小,给出各因素最佳配合比,并得出了红砂岩改良土抗剪强度的回归模型。试验结果表明:黄土对内摩擦角的影响显著,水泥和含水率对黏聚力影响显著,各因素对黏聚力影响的主次顺序为:水泥掺量→含水率→黄土掺量,对内摩擦角影响的主次顺序为:黄土掺量→含水率→水泥掺量。针对不同配合比下的试验数据,建立回归方程预测改良土的黏聚力和内摩擦角。试验结果对评价红砂岩作为路基回填料具有一定参考价值。     

兰永一级公路顺层滑坡抗剪强度参数确定及应用

兰永一级公路工程修建过程中在路堑边坡开挖时形成了顺层边坡,以K23+520处的大型顺层滑坡最为典型。由于岩土体抗剪强度参数在边坡稳定性分析和加固设计中不可或缺,为了更好地实现其余类似边坡的加固设计和稳定性分析,以K23+520处的滑坡为研究对象,提出含有软弱夹层的顺层滑坡结构面上抗剪强度参数的确定方法:对已知一个滑动面位置的滑移–拉裂破坏模式下的顺层滑坡,通过结合顺层滑坡失稳条件(临界高度、局部稳定系数)及变形破坏特征对满足刚体滑移模型下的多组强度参数进行逐步修正,得到了满足工程应用要求的强度参数取值,并将结果用于类似边坡的加固设计和稳定分析。方法不仅适合兰永一级公路K23+520处顺层滑坡结构面上抗剪强度参数的确定,还适用于类似滑坡工程强度参数的确定,具有一定的工程实用价值。     

超载作用下地表沉降偏态分布模式研究

地表沉降计算中,如何考虑周边环境影响及确定地表沉降曲线型态是重点问题。现有计算公式大多是在假设坑外没有超载或超载型式单一的前提下得出的,应用范围有限。因此,对不同的超载作用进行等效推导,采用地层损失法原理,建立考虑基坑周边不同超载型式作用下的地表沉降偏态分布曲线预测计算模型,并推导计算公式,以期对地表沉降量得到合理、可靠、更加符合实际的预测计算结果。并结合实际工程,将文中方法与数值分析软件Plaxis-2D模拟计算结果及实测沉降值对比分析。结果表明:超载作用既使地表沉降量有较大的增加,又使最大沉降点位置朝基坑明显移动,计算中正确考虑坑外超载的影响是必要的;另外,文中方法所得结果与实测沉降值吻合较好,计算结果精度较高,对深基坑地表沉降理论计算方法进行了相应的完善,可供类似土质地区及支护结构的工程借鉴参考。     

框架预应力锚杆柔性支护结构坡面水平位移影响因素

框架预应力锚杆柔性支护结构由于其诸多优点在基坑开挖支护工程中得到了广泛应用,但是目前的设计多注重于强度设计,而对支护结构水平位移问题很少讨论。随着基坑开挖深度和规模的增大,其位移和稳定问题日益成为工程界关注的焦点。考虑基坑开挖过程的影响,基于某工程实例分析讨论了框架预应力锚杆柔性支护结构的坡面水平位移的影响因素,包括开挖深度、基坑坡角、地面施工荷载、土体物理力学性质、超开挖深度、锚杆设计参数和框架立柱抗弯刚度。经过分析对部分参数的影响得出了定性的结论,而对其余参数的影响给出了定量的结果,这些结论不仅可以为进一步认识框架预应力锚杆柔性支护结构的作用机理提供依据,同时可供工程技术人员设计时参考。     

边坡分级柔性支护数值模拟研究

为了探讨土钉与框架预应力锚杆分级支护边坡的锚固效果及其协同工作性能,采用快速拉格朗日差分软件FLAC3D,对兰州某边坡进行分级柔性支护数值模拟研究;考虑分级支护施工顺序,对比分析了边坡支护前后的塑性破坏发展趋势、安全系数变化规律、位移变化情况以及土钉与预应力锚杆的受力性状。结果表明:边坡分级支护后,坡体的侧移与沉降得到了有效的控制,边坡稳定安全系数明显提高,同时分析得出了土钉与预应力锚杆的受力分布规律,为此类工程设计提供了一定的参考和建议。     

混凝土抗硫酸盐腐蚀性的参数评价

采用优化设计后的评价参数来表征混凝土在硫酸盐环境中的性能劣化过程。结果表明：评价参数能在同一坐标轴上显示混凝土各项性能的劣化程度;评价参数适用相同判定标准,判定法则简单、方便,更易于比较混凝土劣化过程中各项性能的变化过程和敏感程度。     

西宁地区常用基坑支护结构对比分析

针对深基坑工程设计和施工现状,通过近年西宁地区基坑支护工程实践,对比分析了本地区常用的4种支护结构的作用机理、适用范围、设计现状及存在的不足,并为今后进一步研究指出了方向。实践证明:在西宁地区,当基坑周边环境允许放坡、深度不大于12 m、地下水位较低且经济性要求较高时,应首选土钉墙支护;当基坑周边环境允许、深度大于12 m、对位移控制要求较严、地下水位较高时,应优先选用复合土钉墙或框架预应力锚杆支护,尤其作为永久性支护结构且考虑美观、造价时,框架预应力锚杆优于复合土钉墙;当大型复杂深基坑周边环境狭小、位移要求严格、锚杆长度或桩径选择受限、地质情况复杂时,选择上部土钉下部桩锚联合支护较合理。最后,结合目前西宁地区大型复杂深基坑工程实例,对其应用情况进行了说明。     

基于能量理论的土钉支护结构地震主动土压力计算方法研究

地震作用下柔性支挡结构土压力的计算是个比较复杂的问题,其方法还不成熟且比较保守,为了能够比较准确合理地计算地震作用下土钉支护结构的主动土压力,以能量法和极限平衡法为基础,考虑土钉支护结构对地震土压力的影响,建立了滑动面为平面的地震主动土压力模型,推导了地震主动土压力的计算公式。结合工程实例,把公式与现有规范和方法的计算结果作比较,并进行参数分析,得到一些具有参考价值的结果。分析表明,公式计算的土压力值均比其它方法小,土钉的存在能够有效地减小地震作用下土体对支护结构的侧向压力,并使滑移面慢慢向墙后移动。通过算例验证,说明这种考虑土钉支护作用的计算方法更加合理,比较符合工程实际,为以后土钉支护结构的施工、优化和抗震设计提供参考。     

考虑预应力的锚杆支护结构的稳定性计算

对于锚杆支护结构的稳定性计算,在考虑预应力对稳定性的影响时,尚没有有效的方法,尤其是采用圆弧滑移面计算支护结构的稳定性时,都是将锚杆当作土钉,采用规范中计算土钉墙的方法计算安全系数。将预应力作为集中力考虑,给出计算预应力锚杆支护结构安全系数的简化方法,并通过有限元分析软件验证该算法的可行性。