深基坑h型双排桩的变形计算及优化分析

针对目前深基坑工程中h型双排桩理论的不足,在考虑桩土非线性共同作用弹性反力法的基础上引入考虑非极限状态的土压力理论,得到一种可同时考虑非极限土压力理论和支护桩与土相互作用的支护结构水平位移计算方法。推导支护结构水平位移和地面沉降公式,研究深基坑开挖中h型桩支护结构的受力特性和变形规律。将理论成果应用于工程实例,与实测结果进行对比分析,并建立二维有限元模型,优化h型双排桩的设计参数。研究结果表明:支护结构水平位移与坡顶沉降均呈"匙"分布,桩间距为2倍桩径,排间距为5倍桩径,后排桩桩底标高略低于基底为较合理的设计参数。     

路基桩板结构平面简化法则及解析计算

研究目的:桩板结构是一种新型的地基加固结构,结构形式较为复杂,目前推广和应用路基桩板结构需要解决的首要难题是如何建立合理的计算模型,并采用合理的解析计算方法求解结构内力和变形.本文基于“等效代替框架法”原理给出各种形式的路基桩板结构的平面简化法则,建立平面杆件计算模型,综合“刚度法”和“地基系数法”给出了通用的求解桩板结构内力及变形的解析计算方法,并以托梁式桩板结构为例阐述解析计算的主要的计算公式及具体求解思路.研究结论:目前用简化的平面杆件力学计算模型来代替桩板结构实构是可行并且最有效的方法.本文给出的综合利用“刚度法”以及“地基系数法”求解平面杆件力学模型的结构内力的解析计算方法适用于各种形式的桩板结构,所求解的结构内力结果是合理可靠的,可以作为设计的控制解.     

反应位移法和地震系数法在地铁隧道抗震中的对比分析

为更好地模拟计算地震对地铁隧道内力与变形的影响,本文结合具体算例,采用反应位移法和地震系数法分别计算了地铁隧道截面的组合内力与变形。通过对比分析2种方法的计算结果,发现反应位移法计算的内力与变形小于地震系数法计算的结果。二者在计算过程中考虑的因素不同,反应位移法主要考虑土层相对位移、结构惯性力和结构周围剪切力作用,地震系数法则是将随时间变化的地震力用等效的静地震荷载代替,然后用静力计算模型分析地震荷载作用下的结构内力与变形。     

群桩基础水平位移研究

现有的桩(桩台)水平位移分析计算方法一般有:地基反力系数法、弹性理论法和有限元法。在《建筑桩基技术规范》与《公路桥涵地基与基础设计规范》地基反力系数法的基础上,分析了水平荷载在群桩基础中的荷载分配原则。对于非均质成层性地基中的基桩,考虑了竖向荷载与水平向荷载共同作用,对群桩基础水平位移进行了计算分析。     

基于杆系有限元在深基桩支护中的应用研究

在采用弹性理论结合有限元法建立力学计算模型的基础上,将开挖面以上支护桩(墙)取为梁单元,开挖面以下取为弹性地基梁单元,将锚杆模拟为弹簧,考虑土体对支护结构的摩擦效应和土压力形成的动态过程,采用弹性杆系有限元法编制有限元程序,并结合工程实例分析了桩(墙)锚杆支护结构的位移和内力变化情况,为深基坑桩(墙)锚杆支护结构的设计理论和方法提供了参考依据.     

桩-土作用在大型旅客站房基础设计中的应用

当大型旅客站房基础与地下出站通道重叠时,由于地下出站通道刚度大、结构超长,且属半露天地下结构,对温度作用变化明显,利用传统的刚性固结模型对站房基础进行设计时较难得到合理的结果或造成巨大的浪费。论述桩-土作用机理的复杂性,并对桩-土作用力学模型进行分析。通过分布弹簧模型对旅客站房在温度作用下的结构内力进行分析,并与刚性固结模型计算结果进行对比,得出旅客站房基础设计考虑桩-土作用的合理化计算模式。     

大跨高墩连续刚构桥地震响应分析

以芙蓉江特大桥为工程背景,采用有限元软件ANSYS建立了大跨高墩连续刚构桥的有桩和无桩两种空间有限元模型,对其动力特性和地震响应进行了计算分析。采用反应谱法和时程分析法分别计算了E1地震作用下,结构的位移响应和内力响应,考虑了顺桥向+竖向和横桥向+竖向两种工况。分析表明,两种分析方法的计算结果较为接近,且考虑结构的桩土效应后,内力反应不一定变大,即未必是偏安全考虑。     

双排土芯钢板桩围堰变形特性研究

为研究双排土芯钢板桩围堰变形特性,以竺山湖隧道围堰工程为背景,对施工现场进行数据监测,同时利用三维数值模拟软件PLAXIS 3D建立了施工现场的三维模型。通过数值模拟,研究不同施工阶段钢板桩的变形情况及内力分布情况,并与现场监测数据进行对比,以进一步分析单根钢板桩受力变形的特征。研究表明：围堰变形主要集中在钢拉杆和钢板桩与土交界处,呈现为中间凸出的复合变形特征;围堰受力集中于钢拉杆支撑处以及背水面钢板桩与土交界处,其中围堰背水面钢板桩的堰脚处弯矩最大;迎水面钢板桩位移较小且桩顶产生向围堰内侧的位移,背水面钢板桩位移较大;抽水工序对钢板桩变形及内力影响最为显著。     

双排抗滑桩滑坡推力计算方法研究

抗滑桩具有广泛的适用性,较强的抗滑能力,在各工程领域得到普遍应用。但对于滑坡推力在两排桩之间如何分配,相关的研究还比较少。对双排桩滑坡推力计算方法原理和力学模型进行研究,分析以传递系数法为基础的双排抗滑桩滑坡推力计算方法,推导出双排桩滑坡推力荷载的计算公式。     

双排桩支护结构在紧邻既有线基坑中的应用

以杭州火车东站新塘路地下通道深基坑工程为实例,分别采用平面计算软件与三维空间计算软件对双排桩的受力情况进行了数值模拟,对双排桩支护结构控制基坑周边土体位移情况进行了分析,再通过计算结果数据与工程现场的实测资料对比,表明理论计算可以指导实际工程施工。     

深基坑双排桩结构受力变形机理及其计算模型研究

近年来,为了适应国内城市地下工程建设蓬勃发展带来的地下工程密集化、复杂化等方面的需要,深基坑开挖时双排桩围护结构因具有侧向刚度大、控制变形能力强、施工快速等特点在各种大型深基坑工程中得到了较为广泛的推广和应用。但实际设计过程中,由于该结构的变形机理与计算模型尚未有统一的理论,其设计方法比较杂乱,存在一定程度的保守设计。依托南京梅子洲青奥城地下空间工程及其现场监测数据,采用有限元计算模型对近年来在地下工程中逐渐得到推广使用的双排桩围护结构的变形机理、土压力分布规律等进行探讨和研究;在此基础上,结合与目前广为应用的理正双排桩模型和新规范双排桩模型的对比分析,研究并提出更吻合实际的、精确反映结构变形和力学特性的双排桩围护结构的修正设计计算模型,该模型架构清晰,准确性高,贴近实际工程设计,可以大力推广应用于双排桩结构的计算分析。     

城市交通隧道深基坑双排桩支护结构的计算研究

在"分配模型"、"相互作用模型"等两种情况下,采用荷载结构法分别对双排桩进行计算,得出桩体水平位移及弯矩,并对两种模型计算结果进行对比分析,得出桩体水平位移差别不大,而弯矩有一定的差距;并把计算结果与实测数据进行对比,得出"相互作用模型"计算结果更为合理,对双排桩支护结构的计算具有一定的指导意义。     

基坑双排桩支护结构的特征分析

基于有限元分析方法,对基坑双排桩支护结构的基本特征进行了探究,计算得到了前排、后排桩的轴力、剪力、弯矩及水平位移情况,并进一步分析了桩间距对桩体水平位移及基坑稳定性的影响。研究结论为双排桩在基坑支护工程中的设计与应用提供参考。     

灌注桩深基坑的有限元计算及影响因素分析

对苏州市轨道交通2号线金民东路站深基坑使用灌注桩作为支挡结构的开挖、支护施工进行了有限元数值模拟,据此分析了灌注桩内力、水平侧移等随施工过程的变化以及主体结构的内力情况,并研究了灌注桩刚度、地基土刚度对支护结构侧移和弯矩的影响,对实际施工起到一定的指导作用。     

关于复合式衬砌整体计算模型的思考

复合式衬砌传统计算方法常忽略初期支护内力计算及其安全性检验,二次衬砌所承担的围岩荷载根据围岩条件进行经验确定。针对其不足,提出适用于复合衬砌的整体计算模型,并通过实例计算分析传统计算模型与整体计算模型下内力产生差异的原因。围岩与初支间接触的模拟需考虑其法向及切向约束作用。软弱围岩对初衬的最大剪切约束力与围岩的黏聚力、内摩擦角及两者所传递的法向压力有关,当围岩与初衬间的剪切力大于最大剪切约束力后,软弱围岩所能发挥的剪切约束与剪切位移、摩擦系数及两者所传递的法向压力有关。因防水板的设置,初衬与二次衬砌仅需考虑其法向约束作用,以仅受压弹簧模拟围岩与初衬及初衬与二次衬砌间的法向约束,可较为真实地模拟接触受压后方能传递压力的特性。传统计算模型下,围岩荷载承担比例的增加对衬砌内力分布形式影响较小,衬砌内力值与围岩荷载基本成同比例变化;整体计算模型下,围岩荷载在初衬与二次衬砌间进行自适应分配,衬砌所受荷载大小及分布形式与传统计算模型下的荷载具有较大差异,因此内力大小及分布形式也随之发生变化。     

上海地铁内江路站基坑支护结构设计

上海市轨道交通12号线内江路站紧邻黄浦江,站位所处地层主要为流塑状淤泥质黏土,地下水位埋深约1m,地质条件极差。以该车站基坑支护结构设计为依托,详细阐述采用SAP84有限元程序建立荷载-结构模型对叠合墙体系进行内力增量分步叠加法计算的过程,以及钢筋混凝土与钢管相结合的内支撑体系设计。目前,车站的主体和3个附属结构已经完工,工程进展顺利,说明基坑支护结构设计方案合理。     

吊脚桩+超前微型钢管桩体系在地铁基坑工程中的应用

以紧邻国道、上软下硬二元结构地层的明挖两层两跨箱形框架结构车站青岛地铁3号线双山站基坑支护为背景,通过对当地建筑基坑的调查及场地地层的研究,采用吊脚桩+超前微型钢管桩支护体系,经过软件计算及对现场施工的反馈,支护结构受力和变形均在设计范围以内。结论:吊脚桩+超前微型钢管桩支护体系是适用于青岛当地上软下硬地层的基坑支护形式。     

速度锁定器在桥梁抗震中的有限元模拟

为准确模拟新型抗震支座—速度锁定器在桥梁结构受地震荷载作用时的影响,以某连续刚构桥2×50 m+60 m+2×120 m+60 m为背景,采用专业有限元软件Midas Civil进行时程分析计算,采用黏滞阻尼器(方法 A)、弹性约束(一般)方式(方法 B)以及弹性约束(折线型)方式(方法 C)三种简化方式模拟速度锁定器的作用。结果表明:速度锁定器通过将交接墩与刚构墩联动而减小整体位移,有利于改善桥梁结构在地震作用时的纵桥向内力分布;采用的计算方法简洁高效,并确定在使用方法 C时需将刚构墩处的内力结果放大1.06倍。     

深基坑混合支撑体系设计改进

通过美兰机场隧道加宽段和车站深基坑的工程实践,研究应用了上部钢筋混凝土支撑、中部锚索支撑、下部钢支撑的混合支撑体系。采用FLAC软件,对基坑的开挖过程进行模拟,研究车站深基坑混合支撑围护结构的内力与变形规律,分析影响基坑稳定的主要因素,完善和丰富该类围护结构内力与变形的计算理论,验证本工程施工方案的安全及经济可行性,为今后类似基坑的施工设计提供借鉴。