上海自然博物馆基坑地下连续墙变形研究

新建上海自然博物馆基坑工程为深大异形坑中坑工程,周围环境复杂,施工风险大.利用三维有限元模拟方法,计算内外坑开挖过程中外坑地下连续墙的变形,选取模型中内外坑地下连续墙5种不同间距处的计算结果与现场监测数据对比,得出内外坑连续墙间距小于20m时外坑连续墙最大水平位移随内外坑间距增大而增大,但当内外坑地连墙间距大于20m时,内外坑地连墙间距变化对外坑连续墙最大水平位移影响不大;该工程坑中坑内坑开挖对外坑地连墙水平变形影响较小.     

南京地铁鸡鸣寺站地下连续墙深层水平位移特性研究

根据南京地铁鸡鸣寺站深基坑工程监测数据,分析了地下连续墙变形性状,对基坑施工过程进行了数值模拟,进一步分析了第四道混凝土支撑及深层支撑竖向间距对地下连续墙水平位移的影响。研究表明,该工程地下连续墙水平位移成抛物线型位移,最大水平位移位置下降到21.5 m后不再因开挖加深而下降;仅改变最后一道支撑位置对地下连续墙最终变形影响不大;合理采用混凝土支撑以及增加一道支撑可以有效控制地下连续墙的水平位移。     

城市下穿隧道深基坑稳定性研究

以城市下穿隧道深基坑为研究对象,运用FLAC3D软件对基坑开挖和支护结构与周围土体的共同作用进行数值模拟试验,研究了基坑围护结构和内外土体的受力变形特征。研究结果表明:基坑外地表最大沉降量发生在距离基坑一定距离处,且随开挖深度的增加最大沉降位置远离基坑处,沉降量明显加大;基坑开挖期间地下连续墙竖向位移变化不大,主要为侧向变形;坑底土体的隆起值随开挖深度的增加呈非线性增长,但回弹增量有减小的趋势;随着开挖深度的增加,在靠近基坑越近的地方深部土体水平位移越大。     

狭长深基坑支护结构设计的有限元分析

以南京某地铁车站深基坑工程为研究对象,介绍该工程场区的地质条件,支护形式及施工工序;分析该基坑在开挖过程中围护结构的位移、支撑轴力及基坑周围土体地表沉降的变化,通过有限元软件Plaxis对基坑开挖进行数值模拟,并将计算结果与实测结果进行比较分析,二者结果基本吻合,并且通过进一步研究得到了支护结构抗弯刚度EI、坑边超载及开挖对基坑变形规律的影响结果。增加支护结构的抗弯刚度能一定程度减小地连墙的水平位移,随着坑边超载P的不断增大墙顶水平位移不断加大,当P=50 k Pa时,围护结构墙顶范围内发生明显屈服。而随着开挖深度的不断增大,超载对地连墙水平位移的影响系数不断减小。基坑开挖时。地下连续墙最大侧移位置大致位于开挖面附近,且随着开挖深度的增大而逐渐下移。当土体开挖至坑底且未施工底板和垫层时,此时基坑处于最危险状态。     

四室井筒式地下连续墙水平承载试验研究(英文)

井筒式地下连续墙基础因为存在土芯、墙体和外部土体的相互作用,其水平承载机理复杂。进行了3组不同尺寸的四室模型墙试验。基于模型墙内力和位移测试结果,研究了其水平承载特性。结果表明:不同截面尺寸和埋深的井筒式墙基础在不同水平荷载下的弯矩、剪力、转角、土抗力以及摩阻力分布形状相似;随着墙体截面尺寸和深度的增加,弯矩增大,墙体呈现刚体破坏特征;前墙外侧土抗力随荷载线性增加,成为土抗力的主要贡献部分。     

高架桥桥基与地下车站深基坑近距离施工相互影响分析

基于某地下车站深基坑与高架桥桥基近距离施工难题,利用Midas GTS NX软件,土体采用修正摩尔库伦本构模型,对基坑开挖、桥基施工、支撑拆除以及车站主体结构回筑进行施工全过程数值模拟,分析施工全过程基坑和桥基的相互影响规律,并结合现场实测数据对数值模拟结果进行对比验证。研究发现,基坑开挖阶段,由于土体水平卸荷,基坑变形不断增大,基坑地表最大沉降发生在距基坑边缘约0.4倍基坑宽度处,地连墙最大侧移发生靠近基底处;桥基施工后,基坑地表沉降和地下连续墙侧向位移进一步增加,桥基本身也产生了一定沉降;基坑支撑拆除和车站主体结构回筑阶段,由于围护结构的作用,基坑和桥基的变形增长并不明显。     

紧邻高层建筑深基坑地下连续墙支护效果研究

紧邻高层建筑深基坑开挖要同时保证基坑施工安全及紧邻高层建筑安全使用,对基坑支护结构形式要求较高。结合某市地铁车站工程实例,采用数值模拟和现场测试相结合方法,对车站深基坑采用地下连续墙支护方案控制效果进行综合评估。研究结果表明:车站深基坑采用地下连续墙支护方案后,壁槽及墙体支护结构侧向位移控制在3.5 mm以内,验证了基坑支护效果较高;高层建筑对基坑支护施工安全影响较小,考虑高层建筑荷载条件下连续墙侧向位移仅增加0.2 mm;高层建筑现场测试侧向变形0.9 mm,相对较小,能够满足基坑施工期自身结构安全使用。数值模拟和现场均验证了紧邻高层建筑深基坑地下连续墙支护效果较高,研究成果可为类似工程实践提供一定程度上的参考依据。     

深大基坑开挖对邻近地铁车站影响研究

在运营地铁车站周边进行基坑开挖,无疑会对车站结构的变形产生影响．为确保邻近地铁车站的正常运营,运用PLAXIS软件建立平面数值分析模型模拟实际基坑开挖过程,研究了世博轴深大基坑工程开挖对邻近耀华路地铁车站水平、竖直及总变形的影响,并分析了不同基坑连续墙位移下运营车站的变形情况．计算结果表明,在基坑开挖过程中,运营车站竖向隆起量先增加后减少,而水平变形不断增加．运营车站竖向、水平变形的最大值均与基坑连续墙侧向变形最大值呈线性关系．     

电缆隧道开挖引起邻近地下管线位移分析

随着市政设施的不断完善,城市地下工程也在逐渐的增加,城市电缆隧道的施工势必会对其周围的既有地下管线产生一定的影响。通过运用有限元软件ANSYS建立三维模型,针对管线与隧道走向垂直以及管线与隧道走向平行这两种管线与隧道的相对位置关系,综合考虑管线的埋置深度、本身的材质、管径的大小、管线和隧道的水平间距四个方面的影响因素,对电缆隧道的开挖过程进行数值模拟,以地下管线的位移作为指标对模拟结果进行分析,结果表明这些因素均会对地下管线的位移产生明显的影响,得出一些规律,为以后的工程施工提供一定参考依据。     

深基坑围护墙体最大水平位移所在位置研究

利用南京地铁夫子庙站深基坑的实测数据,结合平面有限元软件plaxis对比分析研究,发现基坑围护结构的自身刚度以及地下各土层土质情况是决定墙体水平位移最大值所在位置的两个主要因素.研究表明,在一定范围内,围护墙体最大水平位移所在位置随着其自身刚度的增大而逐渐下移;距离基底较远的土层强度变化对围护墙体最大水平位移位置基本没有影响,对于距离基底较近的土层,则有以下规律：位于基底以上的土层,围护墙体最大水平位移所在位置随着该土层强度的增大而下移,位于基底以下的土层则正好相反,并且位于基底以下的土层的这种影响能力要大于基底以上的土层,此外距离基底越远的土层对于围护墙最大水平位移所在位置的影响力越强,影响范围越大.     

静压桩对邻近埋地管道性能影响的数值分析

为了分析静压沉桩过程对邻近埋地管道性能的影响,基于位移贯入法模拟静压沉桩的二维有限元数值方法,建立了桩-土、管-土接触面并在桩顶施加位移荷载实现动态压桩过程,并综合分析了压桩过程中沉桩深度、桩径大小、管道中心与桩体中心的水平距离以及管道的埋深等因素对管道变形与力学性能的影响.研究结果表明:同等条件下,增加管-桩水平距离,管道水平位移、径向变形和管周应力相应减小,近桩侧管周土体的最大水平应力约为不设置管道时的1.5倍;随着沉桩深度增大,初始使管道产生明显水平位移的临界沉桩深度约为管道上方1 m处,随后管道水平位移呈现先增大后略微减小,并最终趋于稳定的趋势,且当沉桩深度为2倍埋深时管道水平位移最大;管道埋深越大,管道受沉桩挤土效应的影响越明显;当埋深为5倍管径时,沉桩桩径减少25%时管道最大水平位移减少27.8%,表明减小桩径可显著降低沉桩对周边管道性能的影响.      

桩-土相互作用支护桩受力变形计算方法

为研究桩-土非线性相互作用对深基坑支护结构内力与位移的影响,提出了一种桩-土相互作用支护桩受力变形计算的方法.该方法将基坑开挖面以上的桩体视为有限数量的弹性体,开挖面以下的桩体视为Winker地基梁,支撑结构为二力杆弹簧,并考虑支护桩和内支撑的变形协调,基于桩结构分段分坐标法和弹性地基梁法,推导出了考虑桩-土-内支撑共同作用的支护桩体挠曲微分方程.结合理论土压力,采用该方程计算获得了不同开挖深度的桩体水平位移和桩体弯矩,并与规范法、实测值进行比较.结果表明:本文方法计算得到的支护桩最大水平位移比规范法小15.2%,最大弯矩较规范法小26.6%,均与实测值更为相近.      

车行横洞施工对隧道主洞变形的影响

针对隧道车行横洞施工对主洞结构产生影响,以运城-灵宝高速公路中条山隧道工程为依托,采用现场试验和三维有限元仿真的方法,对车行横洞施工阶段主洞的变形规律进行了研究。研究结果表明：车行横洞施工对主洞的影响,在时间上主要表现在交叉口初支拆除和横洞的第1个开挖步,随着横洞开挖深度的增加,主洞结构的变形逐步趋于稳定;车行横洞施工对隧道主洞围岩变形影响主要表现为主洞拱顶下沉量增加和开挖侧拱脚水平位移减小,主洞未开挖侧拱脚水平位移影响不大。     

Numerical modeling of ground response during diaphragm wall construction

Construction of diaphragm wall panels may cause considerable stress changes in heavily overconsolidated soil deposits and can induce substantial ground movement. The 3D Lagrangian method was adopted to model the mechanical response of ground, including horizontal normal stress and shear stress, lateral ground displacement and vertical ground surface settlement, during the slurry trenching and concreting of diaphragm wall panels. Numerical results show that slurry trenching leads to horizontal stress relief of ground, reducing the horizontal stress of the ground from initial K0 pressure to hydrostatic betonite pressure. Wet concrete pressure lies between the hydrostatic bentonite pressure and the initial K0 pressure, so it can compensate partially the horizontal stress loss of the ground adjacent to the trench and thus reduce the lateral movement of the trench face as well as the vertical settlement of the ground surface.     

基于透明土技术的桩后土拱效应特征分析

为研究圆桩后土拱效应的特征及演化过程,从细观角度开展了基于透明土技术的桩土相互作用试验研究. 首先开展了透明土配比试验,获取物理力学性质适宜的土体;其次设计了试验系统并得到透明土与桩相互作用的散斑场图像;最后通过particle image velocimetry （PIV）技术分析得到位移矢量图,进一步分析得到透明土位移变化规律. 研究结果表明:通过位移矢量图可以得到圆桩作用下土体运动趋势及土颗粒的位移特征,并可进一步解译得到位移等值线构成的拱形结构,即桩后土拱结构,呈现出抛物线形,其范围与桩径、桩间距及深度有相关性;桩径越大,土拱区域越大,桩径30 mm时,土拱高达100 mm,桩土相互作用的影响范围越大;桩间距越大拱高最大值越大,桩间距80 mm时,土拱高也达100 mm;不同深度下土拱拱高在变化趋势上有较大的相似性,深度越深,土拱的最大拱高越小,深度50 mm时,拱高60 mm;通过拟合公式得到,土拱最大拱高沿桩身方向从桩顶至桩底呈逐渐减小趋势,同时随土体位移增加,表现出先增大,后趋于一稳定值的特征,其稳定值的大小与桩径呈正相关、桩间距呈正相关及深度呈负相关.      

超深层黄土滑坡作用下既有隧道结构体系力学特征

黄土地区滑坡灾害频发,滑坡尤其是超深层滑坡对既有隧道结构受力变形有重要影响,隧道滑坡体系变形特性、力学响应一直是学术界和工程界关注的焦点.?以某超深层滑坡地质灾害中的铁路隧道工程为依托,建立了"超深层黄土边坡-滑带-隧道"FLAC3D三维数值模型;利用基于位移突变的局部强度折减法模拟坡体失稳临界状态;针对不同滑带隧道相...