长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形实测与数值模拟*

长期服役高桩码头的侧向变形会导致桩顶变位,进而影响桩帽与横梁之间的连接,使得码头的工程安全处于危险状态。依托天津港某长期服役码头,开展结构位移和地基深层土体水平位移长期监测,在监测结果的基础上开展数值模拟分析,研究长期服役高桩码头岸坡-结构体系在蠕变影响下土体水平位移、沉降以及桩身水平位移、沉降等相应规律,并且研究岸坡后方不同填土厚度对岸坡-结构体系侧向变形的影响。结果表明,土体蠕变是长期服役高桩码头岸坡-结构体系侧向变形的一个重要影响因素,土体的蠕变变形主要集中于后方堆场沉降和坡面表层淤泥质黏土的竖向位移。岸坡土体的蠕变速率随时间增大而减小。桩身的竖向位移从桩顶到桩底不断减小;码头结构的受力最不利位置处于桩顶附近,各排架桩基在水平位移方面差异明显,越靠内侧越大。随着填土厚度不断增大,岸坡-结构体系侧向变形不断增大。     

降雨条件下非饱和粉质航道岸坡稳定性数值分析

降雨条件下粉质岸坡稳定性问题是工程技术人员面临的重要问题之一。针对苏北某船闸上游引航道护岸粉质土体边坡,建立降雨条件下考虑雨水入渗和坡体塑性变形耦合作用的非饱和粉质土体岸坡稳定性分析数值模型,探讨不同降雨强度下非饱和土质岸坡的饱和度、浸润线、基质吸力、安全系数及坡比等因素对岸坡稳定性的影响规律。结果表明:降雨导致非饱和粉质土体岸坡最危险滑裂面迅速上移,50 mm/d的降雨强度将导致最危险滑裂面平均上移约2. 4 m,每增加10 mm/d降雨量,岸坡浸润线水头升高约50 cm;岸坡安全系数随降雨强度呈线性下降,降雨过程中安全系数下降的幅度随坡比的增大而增大。     

坡率对土质边坡稳定性影响分析

采用有限差分软件建立某一土质边坡的数值模型,分析不同坡率和分级放坡条件下边坡的稳定性。研究表明:坡率越小,边坡的安全系数越大,坡面水平位移越小;随着高度降低,坡面水平位移增大。总坡率相同的条件下,采用分级放坡,可提高边坡整体的稳定性。锚固后边坡的安全系数增大,坡面水平位移减小;随着坡率减小,坡体内部锚杆轴力增加,坡面处锚杆轴力降低。平台增加了边坡的安全性,减小了锚杆的轴力值。     

深基坑逆作法施工监测与数值模拟

以迪士尼管理中心工程为背景,运用Plaxis有限元软件,研究围护结构水平变形规律以及墙后地表沉降变形规律。通过对比分析模拟结果与现场监测数据,对基坑的设计和施工提供一些参考和建议。结果表明,通过有限元软件模拟的逆作法基坑计算结果与监测数据对比较为理想,最大水平位移相差0.011m,最大水平位移位置相差0.5m。基坑墙后土体的沉降随着基坑的开挖而不断增大,最大沉降部位基本位于距坑边0.5倍基坑深度处。     

二线船闸基坑施工对既有一线船闸扰动实测影响分析

依托北江航道扩能升级工程清远水利枢纽二线船闸深基坑工程，通过开展既有船闸水平位移、沉降、振动与闸间土体深层水平位移实时监测，分析了二线船闸深大基坑开挖对临近一线船闸的扰动特征。结果表明：二线船闸基坑开挖过程，既有一线船闸闸室水平位移与沉降呈现两侧大中间小的分布规律；基坑开挖深度大于5 m后，既有一线船闸沉降速率显著增大，且一线船闸两侧易产生不均匀沉降；闸间土体水平位移与临时支撑轴力的设置密切相关，最大累积变形为11.6 mm;一线船闸振动监测点最大振速为0.079 6 cm/s。由结果可知，二线船闸深大基坑开挖过程中，临近一线船闸的变形扰动控制在安全范围，确保了船闸结构及通航运营安全，研究成果可供船闸监测借鉴与参考。     

基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性影响研究

公路既有桥梁附近基坑开挖可能对桥梁岸坡稳定性产生影响。结合工程实例,查明场区的工程地质条件;建立稳定性计算模型,采用刚体极限平衡法计算基坑开挖前后岸坡的稳定性;基于快速拉格朗日有限差分法（FLAC3D）,建立数值模拟模型,模拟各种情况下边坡的应力场、位移及塑性区分布情况。根据上述方法计算分析结果,综合分析基坑开挖对既有桥梁岸坡稳定性的影响。结果表明,基坑开挖后,最不稳定部位均扩展至基坑脚,各断面的稳定性系数均有所降低,但在基坑开挖前后稳定性系数均大于1．3,边坡稳定;基坑开挖仅对桥墩边坡基坑外20m左右范围（2—4号桩8m位置）存在一定的影响,表现为应力重新调整、位移量较小;调节池基坑开挖对边坡整体稳定性及桥梁基础无影响,可不进行特殊处治。     

某河道工程驳岸结构方案分析

结合某河道治理项目,针对局部较窄河段两岸存在居民房屋及地下管线时岸坡开挖稳定问题,进行U形混凝土沟渠+单侧排桩支护结构受力分析及河槽开挖岸坡稳定性研究,采用整体计算模式及竖向弹性地基梁法分别计算U形混凝土结构及排桩支护结构的内力及位移。结果表明,U形混凝土沟渠+单侧排桩支护结构安全、可靠,最大位移为29. 03 mm,满足规范中水平位移≤30 mm的要求,且施工方便、经济合理,为类似工程提供借鉴。     

土钉与复合土钉支护结构数值模拟对比分析

对一工程实例用SnEpFem土钉墙有限元数值分析软件,对土钉和三种复合土钉支护结构的工作机制进行数值模拟,对比分析四种支护结构的坡面水平位移、坡顶沉降和沉降范围、坑底隆起、张拉区和塑性区范围等工作机制的不同特点。通过对比分析发现:(1)与单纯土钉支护相比,复合土钉支护可以有效控制边坡变形,缩小边坡张拉区和塑性区的范围,对提高边坡的稳定有利。(2)设置微型桩对坡面水平位移的控制比施加预应力的效果更好。(3)设置微型桩可以有效控制坡顶沉降,而施加预应力对坡顶沉降的影响很小。(4)微型桩+预应力锚杆+土钉支护结构的数值模拟变形值与实测值相比较差别很小,说明了此土层条件应用该支护结构的合理性,同时证明了SnEpFem土钉墙有限元数值分析系统的可靠性。     

土体卸载对高桩结构影响分析

建立某软土地基高桩码头模型,并利用通用岩土有限元软件进行分析。通过对施工步骤的模拟,分析港池疏浚和岸坡开挖对码头桩基的影响。结果表明:岸坡开挖引起的土体卸载,对码头桩基弯矩和码头水平位移均有显著影响,在结构计算时应采用有效的计算手段,考虑施工工序的作用。土体卸载产生的桩基弯矩及码头水平位移与土体开挖深度之间并非正相关,而是受各土层强度的影响。     

岸坡被动桩承载性状三维有限元分析*

为深化研究岸坡被动桩的承载特性,运用国际大型通用有限元软件ABAQUS对岸坡被动桩进行三维模拟。研究发现,坡顶荷载是被动桩桩身位移与桩身弯矩的主要影响因素,桩身位移与桩身弯矩随着破顶荷载的增大而增大;坡顶荷载对桩身弯矩的影响主要集中在斜坡范围内;桩顶荷载对减小桩身弯矩有利。结果表明,基于ABAQUS的三维有限元模拟是研究岸坡被动桩的有效方法。