基坑开挖过程中地下连续墙位移与土压力分析

分析了地下连续墙和土的相互作用机理，对墙体位移沿深度的分布进行了有限元分析，并与实测结果进行了比较，研究了土压力和位移的关系，提出了开挖过程中按墙体位移计算土压力、水平地基系数的参考值。     

顺层岩质岸坡板桩支护结构土压力计算*

采用有限元软件PLAXIS对顺层岩质岸坡上板桩墙的墙后土压力进行分析计算,探讨了不同结构面倾角时板桩墙自身的位移以及墙后土压力的变化趋势,得到了板桩墙墙后土压力的大小和土压力分布形式。结果表明:顺层岩质岸坡上板桩墙的墙后土压力合力值随着结构面倾角的增加呈先减小再增大的趋势,同时墙后土压力的大小不是随入土深度的增加而简单地呈线性增大,而是出现不规则的增大或减小,墙后土压力最大值基本都出现在墙体临空界面处或者墙体的底部,在进行板桩墙稳定性分析中应全面考虑墙底部及板桩墙临空界面处最大土压力。研究成果可为完善《建筑边坡工程技术规范》提供参考。     

非极限状态下挡土墙主动土压力及土拱数值计算

利用有限元分析方法,研究平动位移模式、非极限状态刚性挡土墙的土压力和小主应力拱。结果表明,非极限状态下,墙后土体存在梯形状相对位移区,其大小随墙体位移增大而增大。非极限状态挡土墙土压力呈凸曲线分布,墙体位移大,总土压力小,总土压力作用点到墙底的高度为0.28~0.36倍墙高。非极限状态下墙后土体的小主应力拱曲线为指数曲线:墙体位移小,曲线曲率较大;墙体位移大,曲线较平缓。     

不连续速度边界下土压力的严密解法

基于上下限原理的推论,分析不连续速度边界下土体中不连续应力场和不连续速度场。根据应力不连续线和速度不连续的性质,在考虑有重土,土体和墙体摩擦情况下,通过数值计算,解三类边值问题,求得不连续速度边界下挡土墙墙后土体中的静力场。同时对对应的机动场进行分析,找出了满足速度边界条件的静力场,解得不连续速度边界下挡土墙土压力的严密解。计算结果表明:当不考虑土重、土与墙体之间的摩擦时,结果与前人成果一致。     

不连续速度边界下土压力的严密解法

基于上下限原理的推论，分析不连续速度边界下土体中不连续应力场和不连续速度场。根据应力不连续线和速度不连续的性质，在考虑有重土，土体和墙体摩擦情况下，通过数值计算，解三类边值问题，求得不连续速度边界下挡土墙墙后土体中的静力场。同时对对应的机动场进行分析，找出了满足速度边界条件的静力场，解得不连续速度边界下挡土墙土压力的严密解。计算结果表明：当不考虑土重、土与墙体之间的摩擦时，结果与前人成果一致。     

深基坑开挖的理论计算与工程监测结果分析

大量的基坑工程实践表明,深基坑工程仅仅依靠理论分析和经验估计难以完成经济可靠的基坑支护设计和施工。文中以天津港南疆港区神华煤炭码头建设工程两座廊道的地下连续墙工程为案例,对地下连续墙的墙体位移、支撑轴力等方面进行工程监测,并利用二维有限元程序对其进行了理论计算分析,藉以探讨有限元计算结果与工程监测之间的差距。通过有限元计算值与实测数据对比发现,墙体最大水平位移的计算值较实测数据稍偏大,墙体最大竖向位移和支撑轴力的计算值与实测数据有一定差距。结果表明,有限元方法可以分析墙体最大水平位移,而最大竖向位移和支撑轴力的分析方法值得进一步探讨。     

关于挡土墙主动土压力计算问题

采用库仑土压力理论，挡土墙的主动土压力是由墙后填土在极限平衡状态下出现的滑动楔体产生的假设，建立关于挡土墙上土压力强度的一阶微分方程，并求得精确解，分别给出了墙体水平变位、墙体绕地基转动、墙体绕墙顶转动三种变位模式下，土压力强度、土压力合力和土压力合力作用点的理论公式，并与库仑土压力公式和有关实验结果进行了比较分析。结果表明，三种墙体变位模式下的土压力合力等于库仑土压力公式计算结果，但土压力合力作用点有显著差别。结合工程设计，对挡土墙主动土压力的大小和分布，以及作用点的取值等问题进行了讨论，并提出建议。     

翻车机房圆形基坑支护结构受力特性分析

圆形支护结构由于拱效应,使得支护结构受力复杂。文章依托翻车机房工程实例,利用有限元软件ABAQUS建立空间轴对称计算模型,采用横环各向同性材料反映槽段接头对墙体环向刚度的折减影响,通过模拟基坑施工全过程,研究了支护结构位移和应力变化规律。通过计算墙体、内撑环向轴力以及入土段抗力的荷载分担比,研究环向刚度、内撑刚度、土层模量因素对结构位移、内力的影响。研究表明,墙体环向刚度对支护结构变形、内力有重要的影响,内撑刚度的影响主要集中在基坑深度范围内。在开挖面以上的外侧土压力呈直线分布,未见有"R"形分布规律;坑内土体对入土段嵌固作用明显大于外侧土体。     

基于FLAC3D土舱压力波动对盾构隧道开挖的影响研究

土压平衡盾构掘进施工中,土舱压力的变化对于控制盾构施工对周围环境的影响很大。在盾构隧道的施工中,开挖面处土体的土压力值与土舱压力不相等,两者间存在一定的压力差,以保证土体顺利进入土舱,而随外界环境、岩土性质的变化,土舱压力是会发生波动的,从而使土舱压力会给施工过程中地表的沉降、围岩的应力重分布和衬砌内力的变化带来的影响都是值得考虑的。本文基于FLAC3D平台,采用Box-Muller方法结合MATLAB软件形成波动的土舱压力,研究在土舱压力波动时对盾构隧道开挖过程的影响。结合某地铁线盾构隧道开挖的工程实例,研究土舱压力在波动时对盾构隧道施工过程中隧道地表沉降、围岩应力重分布以及衬砌内力的影响,为今后盾构隧道的施工提供一定的理论支撑。     

带卸荷板的方块码头墙身位移对墙后土压力的影响

土压力与挡土墙体的位移密切相关,现行规范中采用主动土压力理论计算带卸荷板的方块码头墙后土压力是不完全准确的。根据此类码头结构特点,对地基条件好、基床厚度薄的方块码头墙身位移特性进行论述,对规范方法提出修正意见。依托于某工程实例,采用数值分析方法对码头墙身位移和墙后土压力进行模拟,并与规范公式计算结果进行对比,得出墙底处修正系数可取1.84,卸荷板处可取1.34,可为类似特点的工程土压力计算提供参考。     

挡土墙被动土压力分布与被动侧压力系数

采用库仑土压力理论假设:挡土墙被动土压力是由墙后填土在被动极限平衡状态下出现的滑动楔体产生,在该滑动楔体上沿竖向取水平薄层作为微分单元体,通过作用在单元体上的水平力、竖向力和力矩平衡条件,建立挡土墙被动土压力强度的一阶微分方程,给出了被动侧压力系数、被动土压力强度、被动土压力合力和被动土压力合力作用点的理论公式,并分析了被动极限平衡状态下填土内摩擦角和墙背摩擦角对被动侧压力系数、被动土压力强度、被动土压力合力、被动土压力合力作用点和抗倾稳定性的影响。结果表明,随着填土同墙背间摩擦角增大,被动侧压力系数K值和被动土压力合力作用点高度减小,水平被动土压力合力增大,水平被动土压力合力对墙底的合力矩保持不变。     

箱筒型基础防波堤基础筒土压力数值模拟研究*

通过将波浪荷载作用下箱筒型基础防波堤问题简化为平面应变问题,利用有限元数值模拟,分析在波浪荷载作用下防波堤基础筒壁的土压力分布和发展变化情况。数值计算表明:波浪荷载作用下港侧基础筒外土压力有显著增长,海侧基础筒外土压力有显著降低,是影响防波堤稳定的重要因素。中间隔墙内土压力变化微小,土体与防波堤位移大致相同。海侧基础筒港侧内墙和港侧基础筒靠海一侧内墙上土压力分别发生一定程度的降低和一定程度的增长。同时分析了用于稳定性简化计算的极限状态下各路径上的土压力近似分布。     

双排板桩间土压力计算方法及其应用

现有双排板桩间土压力的计算大都直接采用经典土压力公式,没有综合考虑桩间土与板桩之间摩擦力的影响.针对以上问题,根据极限平衡理论,考虑桩间土与板桩之间摩擦力、桩间宽度的影响,得出了双排板桩间土压力的计算方法.对其进行拓展,使之能应用于黏性土、非黏性土、不可压缩基础、可压缩基础上.随着板桩间宽度的增加,该方法计算出的土压力呈曲线分布,渐近线接近于垂直线,土压力值的大小接近于朗金公式.经与有限元软件Plaxis的结果对比,土压力计算结果趋向性相同,土压力计算值基本一致,证明该计算方法基本合理可靠、结果可信.     

高大扶壁式挡土墙墙后土压力特性有限元分析

对扶壁式挡土墙进行三维有限元分析,得到了立板后的土压力分布,结果表明:竖向土压力分布先随覆土深度的增加而增大,但到一定深度后,随覆盖土层厚度的增加土压力增大率减小,当覆盖土层厚度增大到一定数值后,土压力几乎不再增大;水平方向的土压力分布受肋板的直接影响,在立板的上部,受肋板的影响较小,土压力分布较为均匀,在立板的下部,受到肋板的影响较大,表现出中部大,两侧小,呈类似“抛物线”型分布,深度越大,这种现象越明显,“抛物线”越集中。     

黄骅港煤码头三期工程廊道开挖阶段监测成果的分析与探讨

黄骅港煤码头三期工程廊道地下连续墙支护结构的施工难度大、工期要求紧。为保证本工程顺利实施,在施工过程中需对地下连续墙结构的变形、应力和土压力数据进行现场实地监测,并与在不同埋设位置获取的深层水平位移数据进行对比,提出更合理、准确地埋设深层位移监测装置的方法,可供类似工程参考。     

卸荷式板桩结构性能试验研究*

卸荷式板桩具有极其复杂的荷载传递方式与协调工作机理,因此探索其结构的承载力性能意义重大。结合工程 案例进行现场实测以研究其承载力特性。结果表明：该结构墙身在16 m处水平位移量随着时间的推移而逐渐增大并趋于稳 定,锚锭墙整体最大水平位移发生在锚锭点处;拉杆拉力在浚深挖泥初期有较大幅度的增加而后期拉杆内力趋于稳定;侧 向土压力分布近似服从静止土压力分布;超静孔隙水压力在主动区-20 m以上有所减小而被动区-20 m以下略有增大。试验 研究证明该新型卸荷式板桩具备良好的承载力机理与工作性能,可广泛应用于大型复杂的深水码头等工程。     

强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法

物部-冈部公式广泛应用于地震作用下的土压力计算,但因其适用条件的局限性,不能用于板桩墙后既含砂土又含有黏土的非均质土,且国内外规范对此类成层土的地震土压力计算没有统一的规定。总结国内外规范中成层土地震动土压力计算方法,找出其本质差异,在前人研究基础上引进整体极限平衡方法,结合SLOPE软件,得出强震区板桩结构成层土地震土压力的计算方法,并通过海外强震区港口工程实例验证,为同类工程提供参考。     

新夏港双线船闸双排对拉板桩结构受力特性

为研究新夏港双线船闸闸室中隔墙双排对拉板桩结构的受力特性,利用ABAQUS有限元软件进行双闸室完整建模分析。采用修正剑桥模型模拟两侧闸室土体的同步开挖,对比分析施工期对拉板桩与单锚板桩的结构特性差异。运行期对双排板桩施加水压力,研究中隔墙整体变形特征、桩间土承载变形特性。结果表明:施工完建期,对拉板桩位移远小于单锚板桩,但两者变形相似,弯矩和土压力分布规律一致,且差值极小。运行期,宽矮的中隔墙在向低水侧闸室的侧向位移中,以剪切变形为主。板桩土压力增量与各自承受的净水压分布有关,还受上部连杆传力和低水侧横撑反力的影响。桩间土在传递、扩散侧向压力时,产生侧向压缩,并可分担中隔墙的大部分剪力。中隔墙弯矩主要由两道板桩分担。现有的双排板桩结构简化计算方法,尚无法反映桩间土抗剪的作用,值得进一步研究。     

钢板桩码头施工过程受力分析

运用大型有限元软件建立三维有限元模型,模拟钢板桩码头施工过程中板桩的桩身侧向位移、桩身土压力以及桩身弯矩的变化规律,从而了解施工过程中钢板桩的受力情况。研究结果表明：随着抛填施工的进行,板桩墙的侧向位移逐渐增大,呈两头小、中间大的侧移趋势;板桩墙侧土压力沿深度方向均呈缓慢的增大趋势,最大土压力为激活板桩墙及后侧回填土工序墙底部的152.1 kPa;板桩墙由于上端受拉杆约束、下端受土体嵌固作用,弯矩大体呈“S”。