既有粉土质道路路基旁基坑开挖变形规律研究

平原水网区既有粉土质铁路路基旁进行基坑开挖将受到填方路基的超载、列车动载、高地下水位等因素的综合影响,极易发生基坑失稳。针对基坑不同开挖深度、距路基不同距离、不同列车行驶速度等参数进行了数值模拟,比较分析了不同工况下孔压、位移的变化规律以及影响范围,揭示了基坑侧向变形机理,为粉土路基旁基坑开挖支护设计提供参考。     

不同基坑开挖顺序下地铁变形特性数值分析

为了研究深大基坑开挖对临近地铁变形的影响，以天津某基坑为研究对象，运用PLAXIS3D数值分析软件，模拟分析了三种开挖工况下地铁变形特性。结果表明:深大基坑开挖导致的地铁车站及隧道水平位移大于竖向位移，但竖向位移的不均匀变化是导致车站及隧道开裂的主要原因；不同的卸载路径会导致不同的地铁变形特性，按照由远及近的开挖原则，选择合理的基坑开挖顺序，可以有效地减少地铁变形。     

基坑三维弹性地基梁法中m值的确定方法

数值分析是预测基坑工程变形响应的重要手段,三维弹性地基梁法是一种简化的基坑工程开挖数值模拟方法,m值的确定是三维弹性地基梁法的关键。依托上海地区地铁车站基坑,提出了结合有限元的多目标反分析参数确定理论与算法,以不同开挖工况中基坑长边和短边的围护墙体水平位移作为目标,分析确定m值。对基坑开挖施工过程用ABAQUS进行有限元模拟,同时选取AMALGAM算法,利用MATLAB对基坑工程中的土体参数进行反分析。对比发现,根据基坑开挖前一步实测变形确定的计算参数能够有效预测下一步开挖变形,证实了多目标反分析对后续施工步预测的精确度,并且得到了长寿路车站基坑第二至第六步的m值的反分析结果,可作为基坑工程的借鉴。     

基于PLAXIS 3D技术的深基坑开挖对既有地铁结构影响分析

运用PLAXIS 3D有限元分析软件,对邻近既有地铁结构的某工程基坑开挖过程进行了模拟,分析了在开挖过程中地连墙位移的变化规律及开挖对既有地铁结构变形的影响。结果表明:基坑开挖会引起基坑长边中间部位的坑外地表发生沉降;基坑开挖至坑底后,围护结构的变形模式为“内凸型”,最大水平变形发生在基坑长边中间部位的坑底附近。     

上海某基坑超深地墙变形与接缝张开分析

超深地下连续墙变形所导致的接缝渗漏问题是上海软土地区超深基坑施工所遇到的典型难题之一。本课题结合上海北横通道某深基坑工程，运用Plaxis 3D 有限元软件通过计算分析基坑开挖过程不同工况下的地下连续墙的变形规律，以及基坑开挖过程中地墙变形与地下墙接缝张开渗漏的关系。结果表明：（1）当基坑开挖深度大于12m或20m两个临界点时侧向位移增长速度显著。地下连续墙的最大水平位移发生在基坑边的中点附近，向两侧逐步减小，这主要是基坑角部空间效应引起的。（2）地下墙接缝张开渗漏的危险点并不是发生在基坑中点最大侧向变形处，而是基坑边中部与角部之间、靠角部较近的位置。（3）即使对于较小尺寸的超深基坑，当开挖深度较大时，长边位移仍较短边位移有明显增大。本文结论对超深基坑开挖地墙变形与地墙渗漏控制具有指导意义。     

基于FLAC3D的基坑开挖方案优选

运用FLAC3D软件对深基坑工程的开挖方案进行数值模拟。不同的基坑开挖方案进行数值模拟,分析其对基坑变形的影响。重点研究同一基坑的不同开挖方法对基坑侧壁、支护桩、坑底隆起等变形量的影响规律。结合施工经验和数值分析,对基坑开挖方案进行设计,择优确定开挖方案,合理控制基坑变形,从而达到减小对周围环境的影响,降低工程造价和确保施工安全的目的。     

土体参数对基坑变形影响的正交试验研究

利用正交试验方法研究了弹性模量、泊松比、内摩擦角、粘聚力等四个土体主要物理参数对支挡物水平位移、坑底最大隆起量、地面最大沉降等基坑开挖变形效应的影响程度。通过正交化设计将256次FLAC3D数值试验，简化设计为16次试验;应用FLAC3D三维有限差分软件对这16种情况进行计算，得出了每种情况下基坑开挖的变形效应。正交试验结果得出了各个参数在影响基坑开挖效应中所占的权重，对基坑工程的预测和支护设计起到了指导作用，并为土体参数反演问题提供了依据。     

临近铁路坑中坑偏载基坑开挖支护结构受力与变形规律研究

为了研究坑中坑偏载基坑开挖支护结构性状,以某临近铁路的坑中坑基坑工程为依托,基于实测数据分析基坑的变形规律,并运用有限元软件对不同的设计方法进行计算分析。实测表明,坑中坑偏载基坑的超载侧墙体变形呈悬臂形,而欠载侧墙体上部为朝向坑外的逆向位移,下部朝向坑内位移。有限元分析表明： 忽略边坡开挖过程将边坡等效为分布荷载进行计算,将高估超载侧墙体内力,低估欠载侧墙体内力和第1道支撑轴力;按超载侧荷载进行对称计算将高估欠载侧围护结构内力;建议坑中坑偏载基坑支护结构设计考虑基坑整体性状和外坑开挖对内坑围护结构内力的影响,对两侧围护结构区别设计。     

FLAC^3D在软土基坑开挖计算中的应用

使用岩土专业计算分析软件FLAC3D,对西江特大桥72号墩基坑开挖进行分析计算,并与基坑开挖后的实际情况进行对比分析,用以检验理论计算结果的准确性。     

模型试验模拟不同工况下基坑开挖对既有隧道的影响

为探讨基坑开挖过程对既有隧道内力及变形的影响,通过室内模型试验模拟三种工况下基坑的开挖对既有隧道截面弯矩、土压力、直径变化规律,同时对比分析了各工况下隧道的内力与变形特点。研究结果表明:基坑开挖引起既有隧道截面纵向弯矩变小,横向弯矩变大,导致既有隧道的横向直径拉长,纵向直径压短;基坑开挖过程中,既有隧道横向土压力减小,导致横向内径增大,纵向土压力有所增大,导致隧道截面纵向内径减小;基坑开挖过程中,隧道的深度越大,开挖影响隧道结构的弯矩与位移越小;隧道与基坑的水平间距越小,基坑开挖影响隧道的弯矩与位移变化越大。     

郑州市地铁车站基坑施工变形特性分析研究

采用FLAC3D数值模拟软件,结合郑州市某地铁车站基坑工程实际,考虑基坑的实际施工开挖步序,对地铁站基坑工程钻孔灌柱桩与钢支撑支护体系下开挖过程中的变形特性进行了数值模拟,得到了基坑开挖至不同深度时的变形场.根据变形场结果分析得出了基坑各位置变形特征及最大水平、沉降变形量.通过对比分析发现数值模拟结果与前期现场监测结果基本吻合.计算结果表明钻孔灌柱桩与钢支撑结构设计参数能够满足施工要求.     

高边坡对邻近基坑稳定性的影响研究

深圳地铁5号线上水径车站倚靠城市山地,山地边坡形成的偏压作用对基坑的稳定性存在着不可忽视的影响。为认识这种影响,并考察基坑与边坡之间合理的设计间距,运用FLAC3D软件,对基坑与边坡不同距离下基坑的桩变形、桩弯矩、边坡沉降以及地表沉降等进行了计算分析。研究结果表明：1）高边坡下基坑施工过程中,近坡桩的最大位移与基坑距边坡距离呈指数衰减关系;远坡桩最大位移与距离呈指数递增关系;当距离为24 m以上时,两侧桩的最大位移将趋于稳定。2）当距边坡距离大于2 m时,远坡侧地表最大沉降值y与基坑距边坡距离d大致成指数递增关系,当距离为24 m以上时,地表沉降最大值将保持不变。3）边坡最大沉降值y与d呈指数衰减关系,当距离达到16 m以上时,基坑开挖对边坡的影响可忽略不计。4）基坑整体稳定性系数y与距边坡距离d大致成指数增长关系,当基坑距边坡距离为0 m,基坑的整体稳定安全系数最小,为1.80。     

基坑开挖对某既有隧道的变形影响数值分析

结合实际案例，利用FLAC3D有限差分法程序软件包对建筑基坑临近某既有隧道的施工进行数值仿真模拟、得出基坑开挖卸载会引起隧道发生向上的竖向位移及靠向基坑的水平位移。最大位移均出现在正对基坑开挖的隧道位置，且呈现距基坑水平距离越小，位移越大的特征。基坑开挖后，隧道最大竖向位移值为2.8 mm（竖直向上），最大水平位移为-0.4 mm（靠向基坑方向），其影响程度很小，属安全可控范围之内。     

杭州铁路东站西广场大基坑开挖对其下地铁盾构隧道的影响与控制

杭州铁路东站西广场地下室为2层的超大开发空间,位于已竣工的地铁区间盾构隧道的上方,影响范围约358 m,二者之间的垂直净距约6.73 m。为评价西广场地下空间约10 m深的基坑开挖施工工艺对地铁盾构隧道的影响,从而选择合理的基坑开挖方式,通过采用FLAC 3D大型岩土分析软件,模拟西广场基坑开挖分层分块施工工艺对地铁隧道的变形及受力性能的影响,得出分层分块开挖对下方盾构隧道不会造成破坏的结论,并提出地铁隧道的监控要求,监测结果表明分层分块基坑开挖工艺满足地铁隧道安全运营要求。     

软土异形基坑开挖离心模拟试验研究

采用离心模拟试验对非对称异形基坑的开挖过程进行了模拟，应用停机开挖方式，分三步进行了开挖。根据左墙与中墙的间距L分别设置了三种不同的工况L为30，18，6 m，并进行了对比分析，研究左墙与中墙的距离对中墙的变形特性影响以及墙后的土压力分布规律。结果表明:随着左墙与中墙距离L的减小，开挖完成后中墙外侧的土压力逐渐增大，中墙顶部的左侧水平位移逐渐减小；上部悬臂下部内支撑开挖的坑中坑与普通基坑围护结构变形特性不同。     

考虑Pasternak地基模型的基坑开挖诱发既有隧道纵向变形理论分析

邻近隧道进行基坑开挖会破坏周围土体平衡状态，引起既有隧道结构不均匀沉降，最终将对隧道安全运营产生不利影响。为控制基坑开挖所导致的既有隧道纵向变形，基于Pasternak地基模型提出双基坑开挖引起邻近既有隧道纵向变形影响的两阶段简化分析方法，分析软土中双基坑开挖对隧道竖向沉降的影响。对比简化理论计算与三维有限元数值模拟，结果吻合较好，由此可得： 该简化解析法精度较高并且计算简便。此外，针对基坑侧壁与隧道轴线距离、基坑开挖深度和基坑间距等不同工况，分析双基坑平行隧道、双基坑垂直隧道、双基坑斜交隧道3种布置情况下双基坑开挖对邻近隧道竖向变形的影响，分析结果反映了隧道变形的规律。     

基坑开挖对既有公路隧道的影响分析和保护措施

昆明轨道交通某地铁车站基坑开挖上跨某高速公路隧道,基坑坑底距隧道拱顶的最小距离为8.0 m,基坑南侧为高陡边坡,环境复杂,施工风险大。为研究基坑开挖对下卧大跨公路隧道结构的影响,提出了考虑土中残余应力和基坑支护结构影响的附加应力计算方法,建立了隧道隆起变形分析的解析计算模型和三维数值模拟验证模型,分别计算了无隧道保护措施、采取地层加固、同时采取地层加固和抗拔桩3种不同工况,研究不同保护措施下隧道附加变形和附加内力的大小、分布形态及其变形控制效果,并与实测结果进行了对比分析。结果表明:隧道附加变形的解析解和数值模拟结果接近,且与实测值吻合较好。基坑开挖对下方公路隧道的影响大,导致隧道出现不均匀纵向隆起变形并明显改变隧道结构受力大小和分布形态,影响范围约4～5倍基坑开挖宽度。注浆加固措施对控制隧道隆起变形和附加内力的效果明显,而设置抗拔桩的效果稍弱。隧道保护措施的改变对隧道结构内力分布形态的影响小。     

基坑施工对近邻既有铁路线的影响研究

针对和融地块基坑工程施工,运用有限元软件Plaxis 3D对施工过程进行模拟,分析开挖过程对近邻天津地下直径线、京津城际铁路及津山线的影响。结果表明:对于土体位移,地表沉降随着基坑开挖深度的增大而逐渐增大,当开挖至坑底时达到最大,坑外土体变形随着与地连墙距离的增加而逐步增大,达到最大值之后,随距离的增加呈减小趋势;对于既有铁路线结构,变形主要由基坑方向水平位移与竖向位移控制,二者均随着基坑开挖深度的增加呈增大趋势,在靠近侧基坑开挖阶段,位移增幅最大;当基坑开挖至坑底时,既有铁路线结构位移达到最大,且均小于控制值,满足规范要求。     

基坑开挖对临近地铁隧道力学性状的影响研究

基坑开挖对临近既有隧道影响的计算与评价是基坑工程实施过程中必须考虑的关键问题之一,以某基坑开挖为算例,按照隧道-土体-基坑围护结构共同作用,建立了三维非线性有限元模型。计算了基坑边线与隧道轴线成0°、30°、60°和90°夹角的4种工况,分析基坑与隧道轴线不同交角条件下,基坑开挖对隧道结构变形和内力的影响。结果表明：随着基坑开挖深度的增加,基坑开挖引起隧道结构变形和内力的改变更加明显;随着与基坑距离的增大,隧道结构受基坑开挖的影响逐渐减弱;隧道与基坑的相对位置不同,基坑开挖引起隧道结构的受力变形差异明显,随着二者交角的增大,隧道结构的竖向变形逐渐增大,侧向变形逐渐减小,而轴力和弯矩变化较为复杂。     

某地铁车站基坑盖挖法施工数值模拟分析

对武昌某地铁车站基坑盖挖法施工进行数值建模拟,经拟定合适的施工工况,对各开挖阶段的支撑变形和内力进行对比分析。结果表明:支护结构最大变形的位置会随着开挖深度的增加而逐渐下移,且支护结构中部的变形较大;在不对称开挖时,基坑支护结构的变形及内力变化较大;盖板、路面结构及荷载会加剧对其附近支护结构的影响;基坑开挖过程中,横撑的内力变化较大,不同横撑在不同的开挖阶段有不同的支护效果。