盾构开挖引起邻近单桩水平向变形解析研究

为了探索邻近桩基在盾构开挖下水平变形规律，提出了一种邻近桩基水平向受力变形响应的解析方法。首先，基于Loganathan公式获得周围土体在隧道开挖影响下的自由位移，将既有桩基简化成欧拉梁，桩-土相互作用采用Kerr地基模型，建立既有桩基水平向受力平衡方程，从而获得单桩水平变形解析解。通过与有限元GEPAN数据对比，验证了该方法的合理性；与既有的理论解析对比，该方法更贴近有限元GEPAN数据。参数分析表明：增大盾构隧道埋深会致使桩基水平向最大变形位置深度增大，同时会引起桩身最大位移增大；桩基水平向变形响应会随着地层损失比增加而逐渐增大；桩基水平向位移会随着桩基与隧道水平距离的增大而减小，但桩身产生最大水平位移处埋深会随之减小。     

富地表水浅埋偏压隧道围岩变形的实时监测研究

偏压隧道一般位于风化破碎岩层、堆积层、冲积层或坡积层等较松软地层,埋深往往较浅,在隧道开挖过程中,洞顶下沉较大,难以形成自然平衡拱.通过研究广珠铁路江门隧道典型断面围岩周边水平位移、拱顶沉降和地表沉降的实测数据,分析了隧道开挖引起围岩变形与破坏特征.分析表明,周边水平收敛和拱顶沉降均为开挖初期变化速率较快,开挖一段时间后变形趋于稳定.     

高速公路隧道施工全过程三维弹塑性数值模拟

为了获得开挖过程中隧道结构体应力、应变和位移规律，以渝黔二期笔架山隧道北端洞口段实态建模，采用有限元程序对施工全过程进行了三维弹塑性数值模拟，并与现场实测数据进行了比较．研究结果表明，开挖对围岩影响较大的范围在开挖面四周5m以内，且上台阶开挖的影响大于下台阶开挖；围岩沉降和水平位移在开挖前已完成1／3；围岩塑性区位于开挖面前1．5m范围内，锚杆主要受本施工段上台阶开挖的影响．     

砂卵石地层半盖挖地铁车站深基坑变形特性

采用半盖挖法施工的地铁车站深基坑工程往往具有施工规模大、支护结构复杂、开挖深度大、施工场地狭小等特点,而砂卵石地层稳定性差,受荷载易变形,导致基坑安全事故时有发生。以成都地铁某半盖挖车站为例,采用有限元分析软件PLAXIS 3D,对基坑开挖过程中地表沉降及隆起、围护结构侧移、立柱变形情况进行数值模拟分析。受到基坑不对称开挖影响,基坑两侧结构及地表沉降变形略有差异：明挖侧顶部出现了朝坑外的位移,盖挖侧围护桩深层水平位移比明挖侧大;明挖侧累计地表沉降值比盖挖侧小;立柱在开挖过程中的竖向位移会受到上部荷载、坑内土体沉降及坑底隆起的共同作用,立柱上部结构会出现朝向明挖侧的弓形水平变形。     

软土地层隧道开挖对邻近桩基影响数值分析

以某典型软土地层中隧道侧穿桩基为例, 采用数值模拟方法开展了隧道开挖对不同位置处桩基的影响程度分析研究。 结果表明： 隧道开挖引起地表的竖向和水平位移显著影响的区域分别分布在距离隧道中心 0 ~ 3D 和 1D ~3D (D 为隧道外径) 范围内, 其沉降曲线与经验公式的一致性验证了数值模型的可靠性; 同时, 桩顶沉降受开挖影响的区域与地层显著沉降区基本一致; 随着桩基与隧道中心线的距离增大, 桩基的安全区范围逐渐增大而警戒区范围逐渐缩小; 对比桩身沉降和水平位移, 可考虑采用桩顶位移作为桩基变形的控制指标, 当盾构掘进通过桩基且与其净距达到 10L (L 为管片宽度) 左右时, 隧道开挖对桩基变形的影响最明显, 可为现场盾构施工中的变形控制提供参考。     

预应力锚杆加固高陡边坡的数值模拟

为了探讨预应力锚杆加固的高陡边坡在开挖支护过程中位移开展情况,运用MIDAS/GTS有限元软件,对使用预应力锚杆加固的大连石门山高陡边坡工程进行数值模拟.首先研究了边坡开挖支护过程中,开挖面上各点的水平位移和坡顶地面的竖向沉降的开展情况,接着分析了锚杆不同预应力值条件下边坡的稳定和变形规律.研究表明:边坡在开挖支护过程中,坡面上各点的水平位移和坡顶地面的竖向沉降逐渐增大;预应力锚杆能够有效地限制边坡的水平位移和竖向沉降,但是当预应力超过界限值后,继续增大预应力值对位移改变的影响不太明显.     

隧道开挖引起的围岩变形特征数值分析

以乐雅高速公路光华山隧道三台阶法开挖工程为例,利用有限元软件ABAQUS研究隧道开挖对围岩变形和关键点位移的变化规律,并将现场实测结果与数值结果进行对比分析。结果表明,隧道开挖过程中围岩水平位移小于竖向位移,且变化较小;与拱顶沉降相比,隧道开挖过程使拱腰水平收敛所需稳定时间更长;隧道开挖会导致拱顶发生沉降且仰拱出现隆起;左右侧拱脚和拱腰均向隧道中心移动,且与拱脚相比,隧道开挖对拱腰的水平位移影响更大。实测结果证明数值模拟规律的正确性,可为隧道支护设计及开挖方法选定提供依据。     

既有建筑与基坑相互影响的有限元分析

针对基坑开挖影响周边环境,周边环境也会对基坑产生影响这一问题,将基坑对建筑物的影响分为3个区域,分析了不同区域内建筑物的高度、基础埋深对地面沉降及围护结构最大水平位移的影响.分析表明:随建筑物层高的增加,地表最大沉降加大,围护结构水平位移增大,但在不同区域影响程度不同;随基础埋深的增加,地表沉降及围护结构水平位移均会减小,不同区域影响程度亦不同.建筑物倾斜方向与天然地面一致,倾角也与天然地面基本一致;地表最大沉降增量与围护结构最大水平位移增量之比随层高增加趋于一致,随埋深增加而减小.     

既有地下人防洞库对基坑变形的影响分析

为了深入研究既有人防洞库对基坑变形的影响情况,运用 PLAXIS有限元程序对开挖进行模拟,得到在基坑开挖过程中,既有人防结构对基坑周边位移场、沉降变形及坑底土体隆起变形情况的影响。模拟计算结果表明,在相对于无人防洞库基坑开挖情况下,基坑开挖到人防结构时,基坑支护结构周围沉降变形模式明显改变,同时最大沉降有少许降低,而最终隆起量降低明显。人防洞库的存在对基坑变形有明显的限制作用,这种作用主要是限制坑底隆起,从而影响周围沉降。同时,总结出了基坑开挖地层变形的基本规律,为今后类似工程提供有益的参考。     

有限元数值分析预测路基沉降及水平位移

考虑到在路基填筑过程中，其自身固结引起的地基沉降和位移，如果不对其及时处理，将会影响到施工结束后的沉降和位移，而造成在运营期间不必要的返修。所以在有限元对路基填筑可能引起的沉降和位移进行预测后，进行提前处理。首先通过实际的地质资料及进行相关的实验研究有限元数值分析所需要的参数，再通过有限元分析法预测在填筑路基的过程中路基及地基可能产生的沉降及位移。从而指导后续施工。     

考虑临近道路施工过程的在役桥墩墩顶位移演变规律研究

针对临近道路施工会通过改变在役桥墩桩基础桩-土界面的接触应力分布从而影响在役桥墩的墩顶位移特征这一问题,以重庆轨道交通3号线某在役桥墩为工程背景,利用有限元软件ABAQUS建立了描述临界道路建设过程中地基-基础-桥墩相互作用的三维数值模型,基于此模型分别研究了道路开挖、铺筑及运营对墩顶水平、竖向位移的影响.研究结果表明:路基开挖后,随着开挖深度(H)增加,墩顶水平位移会不断增大,墩顶竖直沉降则会不断减小,随着道路至桥墩边缘距离(L)的增加,墩顶水平位移不断减小,竖直沉降反而不断增大;道路铺筑后引起的桥墩顶部水平位移较路基开挖有减小趋势,竖向位移却有增大趋势;新建道路在后期运营中,交通荷载引起的桥墩顶部水平位移相对较小,而竖直沉降较道路施工引起的位移明显增大;在得出的墩顶水平位移随开挖深度的变化曲线中,墩顶水平位移从靠近道路到远离道路的转折点在道路施工中有所变化;在路基开挖中,当开挖深度约为1.8m时,墩顶水平位移方向发生变化;在道路铺筑中,当开挖深度约为2.6 m时,墩顶水平位移方向发生变化;在后期运营中,当开挖深度约为3.1m时,墩顶水平位移方向发生变化.     

考虑地层空间变异性的综合管廊开挖变形预测研究

为了揭示地层空间变异性对管廊开挖稳定性的影响,结合宿迁综合管廊实际工程,通过对主要软土层厚度的统计分析,采用截断式正态分布拟合地层底标高的随机分布规律,结合三维随机有限元数值模拟技术,构建了能考虑地层厚度空间随机分布的基坑开挖稳定性可靠度预测方法,研究结论显示：考虑地层厚度随机分布时,支护墙最大等效应力为3.006 3～4.285 7 MPa,概率密度分布函数呈双峰状;若以支护墙最大等效应力作为控制指标,可靠度为1.0、0.9、0.8时,分布对应的最大等效应力分别为4.266 1、4.088 7、3.946 8 MPa,对应的最大水平位移分别为10.300 0、9.670 8、9.312 1 mm;采用地层平均厚度计算的管廊开挖后,支护结构最大等效应力3.33 MPa,最大水平位移8 mm,可靠度并不高,具有一定风险;可见软土层的不均匀分布对支护结构的内力有一定影响,采用可靠度的设计方法更科学。     

近接运营高铁U型槽基坑开挖方法研究

近接运营高铁基坑开挖工程,对高铁路基及桥梁产生的附加位移,易引起路桥差异沉降的变化,进而直接影响到高铁的安全运营。针对如何控制路桥沉降及路桥差异沉降问题,结合天津武清翠亨路近接高铁顶进铁路立交桥工程,提出了深大基坑“分段开挖、上下分层、同层分片、逐片推进”的开挖方法。并通过PLAX—IS^3D有限元模型及实际开挖试验的方法验证了该方法的安全性及适用性。数值计算及施工实践显示：该方法在近接高铁基坑开挖施工过程中能取得良好效果,为其他类似工程施工可提供参考。     

红砂岩地层大型车站深基坑桩锚支护结构变形分析

结合江西省赣州市赣州西站预留地铁车站深基坑工程,对红砂岩地层深基坑桩锚支护的桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降进行现场监测分析。结果表明:桩顶水平位移、深层水平位移、锚索轴力和地表沉降时空效应显著,基坑中部变形大于坑角,长边大于短边,且从中部向坑角逐渐减小;桩体水平位移曲线呈两头小、中间大的“弓”形,最大位移出现在桩体埋深1/2 ~ 2/3 处,与锚索最大轴力所在位置的深度一致;锚索轴力随基坑深度变化呈类抛物线形分布,轴力损失和增长主要发生在基坑开挖阶段;坑外的地表沉降主要呈凹槽形分布,最大沉降发生在距坑边8． 5 m 左右处;基坑周围地表最大沉降值与深层最大水平位移之间存在着较为明显的线性关系。     

深大基坑降水开挖施工对结构及周边环境影响有限元分析

为分析深大基坑降水开挖施工对结构受力变形规律和周边环境的影响,采用有限元分析方法,分析基坑在不同连续墙厚度、入土深度和弹性模量条件下围护结构在各个开挖阶段的受力变形特征,发现土体压缩模量是连续墙受力变形的主要影响因素。文中分析基坑降水引起周围土体的固结沉降和水平变形规律,给出了基坑开挖和降水所引起沉降在总沉降中比重,为类似工程提供一定的借鉴。     

基于PLAXIS的地基沉降计算及相关参数分析

基于Plaxis有限元程序,对有代表性的工点进行了理论沉降计算。并根据现场的大型平板荷载试验的实际加载和开挖情况,在模拟地层沉降时,分别考虑直接加载和考虑基坑开挖2种情况,并对比实测的数值,得出考虑开挖后有限元计算更能贴近土层实际的变形,并在此基础上,综合考虑了土层性质、渗透系数,以及泊松比等参数对于红粘土地基沉降的影响。     

基坑开挖对既有道路路基变形的影响分析

为了探究基坑开挖对邻近道路路基变形的影响,依托软土地区某典型基坑工程,采用大型通用有限元数值分析软件ABAQUS对此开挖工程进行建模,研究基坑开挖时的不同开挖深度和不同支护系统对路基变形的影响,并对比不同工况下路基表面的沉降量和水平位移值。分析结果表明:随着开挖深度的增加,路基顶面竖向变形量和路基边坡水平变形量都随之增加;同一开挖深度、同一支护系统下路面的水平位移受与基坑水平距离的影响相对较小。因此基坑开挖过程中应减少每次开挖的深度,避免对路基影响过大。研究成果可为类似基坑开挖工程设计提供计算依据,推进基坑开挖对道路影响的研究。     

不同开挖顺序对基坑围护结构变形影响分析

基坑开挖顺序对围护结构的变形影响较为明显。结合杭州某地铁车站基坑工程项目，基于考虑土体小应变特性的硬化模型，采用三维有限元软件（PLAXIS 3D）进行了数值模拟，详细分析了施工过程中不同基坑开挖工况对围护结构变形、支撑轴力、地表沉降等变化的影响。结果表明：同一基坑的围护结构左右两侧变形差异显著，分析时不能简单将土层视为水平均布土层，需对变形较大的一侧土体减少基坑堆载，尽可能将荷载分布在围护结构变形较小一侧；地连墙水平位移、地表沉降均随基坑开挖及车站的建造逐渐增大；地连墙变形受基坑开挖顺序的影响较为显著，从中间往两侧开挖对地连墙的变形影响最小，仅为18.35 mm，相较于原工况减少约25%，对工程产生最有利的影响。     

土体宽度非对称基坑变形特性分析

采用MIDAS/GTS有限元软件对邻近有地铁车站形成的两侧土体宽度非对称的基坑开挖进行数值模拟,详细分析一侧为半无限土体,另一侧土体宽度由有限土体逐渐变为半无限土体的基坑变形特性,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明:在厦门地区地层条件下,基坑有限土体侧的变形明显小于半无限土体侧,基坑有限土体侧土体宽度对基坑变形的影响范围为1.5倍左右基坑开挖深度。具体表现为随着基坑有限土体侧土体宽度的增大,基坑坑底隆起值增大,基坑半无限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量减小,基坑有限土体侧地表沉降量、桩体水平位移量增大,基坑两侧变形逐渐变化至基坑两侧均为半无限土体时的变形量。     

有限元数值分析预测路基沉降及水平位移

考虑到在路基填筑过程中,其自身固结引起的地基沉降和位移,如果不对其及时处理,将会影响到施工结束后的沉降和位移,而造成在运营期间不必要的返修.所以在有限元对路基填筑可能引起的沉降和位移进行预测后,进行提前处理.首先通过实际的地质资料及进行相关的实验研究有限元数值分析所需要的参数,再通过有限元分析法预测在填筑路基的过程中路基及地基可能产生的沉降及位移,从而指导后续施工.