膨胀土地区深基坑开挖模型试验与数值计算研究

膨胀土具有胀缩性、超固结特性和裂隙性等特性,在该类土体内进行基坑开挖有很大的工程风险。为深入了解膨胀土中深基坑开挖过程中周边土体受力机理和变形规律,进行了室内模型试验和数值计算模拟研究。深基坑模型试验以相似比1∶100进行设计,按照基坑开挖与支护的实际步骤分步进行。数值模拟采用FLAC3D建立考虑支护结构与土体相互作用的基坑三维计算模型,实现基坑分步开挖及支护的三维全过程动态分析。通过模型试验结果和数值模拟结果,得出周边土体沉降、土压力变化、地下连续墙变形等的变化规律,为类似膨胀土地层中深基坑的设计和施工提供参考。     

多层桩锚支护深基坑开挖全过程数值模拟

为更直观地得到桩锚支护基坑在开挖过程中的变形和受力特征，并反馈于实际设计与施工，以珠海市某桩锚支护深基坑工程为例，基于有限差分软件FLAC3D建立精细化数值模型，计算分析各工况下基坑的变形和受力特性。分析结果表明：随着基坑开挖的进行，坑顶地表沉降量逐渐增大，最大地表沉降出现在距桩顶28 m的位置；坑顶地表沉降增速慢，表明预应力锚索的加入对于限制基坑变形具有较好的效果；锚索所需提供的抗拔力随开挖而逐渐增大，且第一级锚索所需提供的抗拔力最大，其次是第三级锚索；使用所建数值模型分析该基坑开挖过程是合理的，计算结果可为实际施工和设计提供参考。     

基于监测数据的基坑开挖有限元反演计算

随着经济和社会的发展,深基坑工程面临的周边环境越来越复杂,因此深基坑开挖对周边环境影响的分析越来越重要。结合上海软土地区某深基坑工程,采用有限元软件PLAXIS模拟基坑开挖对周边环境的影响分析,并通过现场监测结果对土层参数进行反演,利用反演结果建立的有限元模型对后续工况进行预测计算,将预测值与监测值对比分析,进一步检验数值模型的合理性,结果验证了反演所得数值模型的合理与可靠,为上海等软土地区其他深基坑工程提供了有益的参考。     

公路隧道冲沟浅埋段塌方灾害的数值模拟研究

高速公路冲沟浅埋段通常地质环境复杂,围岩条件差,开挖过程极易发生塌方灾害。通过对福建漳永高速公路仁竹山隧道冲沟段塌方灾害的分析,得到了该隧道塌方的具体类型,并对塌方的发生规模及基本特征进行了研究。在此基础上,采用FLAC3D有限差分软件建立仁竹山隧道的地质力学模型,对隧道塌方灾害的发生机制进行了数值计算,重点分析隧道开挖经过冲沟浅埋段时,围岩位移、应力和塑性发展情况,计算结果与实际塌方过程基本吻合。研究成果可为今后类似工程灾害的规避提供参考。     

大型深基坑逆作法施工对围护桩的影响研究

为了分析开挖工法对支护结构的影响,得到深基坑围护桩在不同开挖步序下的变形规律与受力特性,运用数值分析手段模拟重庆市轨道交通六号线一期工程江北城站的基坑开挖过程,此基坑开挖为大型深基坑逆作法开挖。得到的计算值与工程实测值基本吻合,验证了数值方法的正确性,评估了深基坑支护结构设计和施工方案的可行性。此研究结论可为类似工程的施工与设计提供参考和指导。     

不同开挖方案下尾调室穹顶围岩稳定性分析

运用FLAC3D数值分析软件,对无支护条件下某水电站左岸#1尾调室在两种施工方案下穹顶的围岩稳定性进行分析,并对#1尾调室穹顶围岩的应力分布特征、变形特征、塑性区分布特征等计算结果进行比较和分析,从而说明了两种开挖方案下围岩可能会出现的破坏特征。计算结果表明:与开挖方案1相比,开挖方案2不存在第3步开挖后的顶拱的应力集中和边墙的应力松弛问题,同时不会加大穹顶变形稳定问题,推荐采用第2种方案。     

基于有限差分法软弱围岩偏压隧道动态开挖数值分析

本文结合具体工程,运用有限差分法计算软件FLAC建立了隧道计算模型,采用非线性弹塑性方法及Mohr-Coulomb屈服准则,对软弱围岩偏压连拱隧道的开挖施工方案进行了数值仿真研究,得到了隧道断面各个开挖阶段围岩、地表以及隧道初衬的应力、应变变化规律,从而达到验证支护条件和开挖方案合理性的目的,同时研究结果可以为软岩偏压条件下的隧道设计、施工提供有意义的参考。     

基坑开挖对既有高速公路桥梁桩基的影响分析

本文以高速公路一侧开挖基坑为研究对象,利用Midas-GTS软件建立了数值计算模型,分析了基坑开挖施工过程对既有高速公路桥梁桩基的沉降及侧向位移影响,并从结构施工安全角度出发,提出控制措施建议。     

虎门二桥坭洲水道桥大型地连墙锚碇基坑支护分析与实测对比

采用PLAXIS 3D三维有限元程序分析了虎门二桥坭洲水道桥东锚碇基坑开挖过程中地连墙深层土体位移和支护结构内力,并与现场实测数据进行了对比。通过对比发现,基坑开挖过程中地连墙位移较小,数值分析得到的地连墙位移与实测结果位移趋势一致,实测结果比数值计算结果小。地连墙水平位移和内力随基坑开挖深度的增加而逐渐增大,当开挖至基坑底部时,地连墙水平位移和内力达到最大值。基坑开挖过程中地连墙混凝土和钢筋应力实测值较小,数值结果与实测结果趋势吻合,说明强度方面有较大的安全储备。     

竖井开挖对路基变形影响的数值分析

该文通过数值模拟,分析了某竖井开挖对既有路基变形性能的影响。为了预测竖井开挖对路基变形的影响,分别计算了竖井开挖过程中和竖井开挖后移动荷载作用时路基的变形。分析结果表明,竖井开挖时引起路基变形较大,路基开挖后移动荷载作用时对路基的变形影响较小。根据计算结果,结合工程经验,路基开挖对路基的变形和列车的运行影响很小。     

深圳城市地下街隧道暗挖施工变形有限元分析

以深圳丰盛町地下阳光街隧道暗挖工程D区为例，采用FLAC-3D建立有限元模型，对地下街隧道暗挖工程施工全过程进行三维数值模拟，研究了开挖过程中周围地表沉降、地下街顶板下沉、底板隆起以及开挖对隧道下部地铁隧道拱顶变形的影响。研究结果可为类似工程的设计、施工提供借鉴和参考。     

土压平衡盾构机密封舱土压力控制模型

基于有限元数值模拟方法,建立盾构机密封舱土压力的控制模型。通过分析盾构土压平衡的掘进参数之间及其与土舱压力间的相互关系,提出盾构机密封舱土压力优化控制模型。数值模拟结果表明：在保持推进速度不变的情况下,通过对密封舱内土压力的实时监测来控制螺旋输送机转速的实时变化,可控制密封舱内土压力在设定的范围内,从而实现土压平衡。     

基坑开挖对紧邻建筑物沉降影响的数值分析

该文介绍了采用数值模拟方法对某地道工程基坑对临近建筑物的影响进行的分析。通过有限元模型,分析了南地道开挖过程对紧邻建筑物沉降的影响,并与监测数据对比。结果表明此方法计算值与监测值基本吻合,可以较好地模拟基坑紧邻建筑物的沉降规律。最后用此方法预测了北地道开挖对紧邻基坑北侧建筑物沉降的影响,对北地道工程施工有一定指导意义。     

砂质地层中板式内支撑对深基坑变形影响研究

随着城市地下空间的开发，如何控制深基坑变形对周边环境的影响成了深基坑设计和施工的关键技术。对于基坑变形控制能力较强的板式支护体系，其支护内支撑的设置是基坑工程设计和施工，以及影响基坑变形的关键因素。以上海临港新城主城WSW-C2-10地块限界房产项目深基坑工程为例，通过基坑监测数据分析并结合有限元数值模拟软件分析，揭示了砂质地层中内支撑对深基坑变形的影响规律。     

开挖卸荷扰动下深埋地下厂房围岩稳定性数值分析研究

猴子岩水电站地下厂房位置地处深山峡谷区,区域地质构造背景较为复杂,并且具有地应力值相对较高,洞室跨度大、边墙高,洞室埋深大等特点。地应力最大值有36 MPa,最大垂直埋深可达660 m。因此,在开挖过程中,岩体卸荷对洞室围岩的稳定性影响较大。选择典型剖面,运用快速拉格朗日差分法(FLAC3D)对地下洞室的分层开挖支护过程进行了数值模拟,对模拟结果进行分析,包括围岩变形场、应力场和塑性区的分布规律,并将模拟结果与现场内观监测资料和微震监测资料进行对比分析。分析表明,围岩变形与内观监测结果较为吻合,同时在围岩应力发生集中的部位,微震事件发生区域性聚集。因此,可以通过数值模拟来预测后续开挖中的围岩变形,为开挖支护施工提供指导。     

地铁车站基坑开挖稳定性分析

依托成都地铁5号线中医大省医院站，利用有限差分法，模拟砂卵石地层的基坑分步开挖和排桩内支撑加固大断面异形基坑的支护形式，分析大断面地下空间开挖的变形影响范围和邻近建（构）筑物稳定性，并结合实际监测数据提出合理的防护措施。     

深基坑在组合支护下的三维模拟及监测分析

深圳汉国深基坑工程,为确保安全,采用了桩撑(包括圆形内支撑)和桩锚的组合支护结构.通过三维数值模拟,同时结合在施工开挖过程中的监测数据,对桩锚撑组合支护结构的内力以及变形规律进行分析和总结.结果表明:灌注桩桩顶位移及内力计算值与模拟值差距较小,其发展趋势基本一致,三维有限元计算结果可信.三维有限元模型可以较好地考虑地下空间效应对支护结构内力及位移的影响.监测结果表明:组合支护结构能够确保深基坑工程的安全.     

西南某水电站地下厂房开挖方案优选研究

以西南某水电站地下厂房工程为依托，采用动态规划原理，取围岩的等效应变值作为动态规划中的收益函数，对地下洞室群的开挖方案优选进行了研究，运用三维非线性数值计算方法模拟地下洞室群在不同开挖方案下的分步开挖过程，随着搜索优化过程的逐步进行，得出了全局最优解，即洞室群顺序施工的最优开挖方案。研究结果表明:采用动态规划原理得出的最优顺序施工开挖方案是最优方案。     

考虑震源扰动作用的深埋隧洞开挖失稳研究

随着深部资源开挖难度的逐渐加大,加之震动作用的影响,深埋地下工程开挖安全与稳定控制成为面临的主要问题。采用数值模拟方法,对点震源和震面波扰动作用下深埋隧洞开挖稳定的影响进行数值计算,分析震源波在围岩体中的传播和衰减规律及其对地下工程开挖的稳定影响和冲击作用。研究结果表明:1)震源波主要向巷道方向传播,并不断向巷道围岩四周扩散,波动作用表现为对顶板整体向下、两边帮向内侧、底板向上;2)无支护条件下巷道围岩体受波动影响很大,应加强开挖支护强度或设置柔性吸能层以减小冲击破坏。研究结果可为深埋地下工程开挖安全和稳定控制提供依据。     

基于PLAXIS深基坑支护设计仿真数值分析

采用PLAXIS大型有限元计算程序,对成都某高楼深基坑分步开挖过程中支护结构的变形、受力及周边地表的沉降进行了有限元分析,得出了分步开挖各个阶段围护桩的变形、预应力锚索的锚固力及周边地表沉降的变化规律。结果表明:有限元计算结果与监测数据较为吻合;有限元分析能较好地预测基坑开挖过程中支护结构的变形规律和周边地表沉降的分布规律。