平面应变有限元法在基坑支护中的应用分析

本文结合沿海某基坑工程,运用Plaxis有限元程序建模并计算,对桩的水平位移、坑底隆起量、应力、桩体及内支撑弯矩、桩体和土体接触面应力进行分析。经实践证明,平面应变有限元法在该基坑支护设计中切实可用,可为类似工程的设计及施工提供一定的参考。     

内支撑体系基坑连续破坏机理研究

基坑工程大规模垮塌事故越来越多,造成的后果也越来越严重,但是目前对于基坑局部失效导致连续破坏机理的研究十分少。根据规范采用ABAQUS有限元软件建立典型的三维基坑模型,并与同济大学启明星软件计算结果对比,利用拆除构件法对基坑模型进行非线性动力分析,初步揭示了内支撑体系基坑破坏传递机理。研究表明最下层支撑的重要性要远远超过上层支撑,局部失效极有可能引发连续破坏,基坑连续破坏存在自然终止现象。支撑失效会引起相邻支撑轴力迅速增加,且最下层支撑失效情况影响范围最大,提出了荷载(轴力)传递系数的概念以及考虑连续倒塌设计的构件拆除选择方法和支撑轴力设计值公式。     

软土地区深基坑工程施工技术研究

在软土地区,基坑工程广泛采用排桩加内支撑支护形式,本文以某公用建筑基坑工程为背景,对支护结构进行了模拟开挖过程的三维有限元分析,并利用施工过程监测数据反演了钻孔桩的内力,所得结论为软土地区基坑工程施工提供理论依据。     

永久结构置换原基坑支撑的安全性分析

某工程基坑支护采用地下连续墙和砼内支撑结构，由于施工工序原因，需要以永久结构置换原基坑的两道环形支撑，为了确保施工过程的安全性，本文对基坑支护结构在置换施工过程中的安全性进行分析。     

基于ABAQUS的地下连续墙变形特性模拟与影响因素分析

地下连续墙是深基坑工程中常见的支护结构,其变形特性分析与破坏预测是基坑工程安全的重要问题。将混凝土弹塑性损伤本构模型考虑到地下连续墙中,并结合实际工程进行有限元模拟分析,建立了三维地下连续墙有限元模型,模拟地下连续墙随开挖深度的增加时墙体侧移变形及内力分布变化情况,分析了第二支撑位置变化或支撑失效对地下连续墙变形的影响。结果表明:第二支撑位置变化与墙体最大水平位移有明显的相关性;支撑失效明显导致墙体水平位移加大;并且,当第一支撑失效时,墙体水平位移变化最大,呈现悬臂式变形形式。     

预应力鱼腹梁钢支撑在条形基坑中的变形控制

预应力鱼腹梁钢支撑由于其控制变形良好而成为一种新兴的基坑支护形式,因此为了研究IPS对基坑位移的控制规律,笔者利用有限元软件Midas GTS建立某条形基坑的IPS三维有限元模型,通过分析桩体侧移及鱼腹梁各点位移的变化情况,得知IPS控制位移效果显著及鱼腹梁各处位移大小的相对关系,并结合IPS的受力特点和基坑的情况,认为IPS在条形基坑的设计和施工中,更应注重支撑布置的顺序和预应力的控制。     

地铁车站深基坑周边地表沉降规律研究

在现场实测数据的基础上,对某城市地铁基坑进行了PLAXIS 2D数值模拟计算和分析,研究了城市地铁车站深基坑周边地表沉降规律。研究结果表明,基坑开挖时地表沉降曲线在横向上呈凹槽型,随着基坑开挖深度的增加,坑周地表沉降值逐渐增加;地表最大沉降值发生在距围护结构水平距离约0.72H处,大小约为0.225%H。不同钢支撑预应力对坑周地表沉降值基本上没有影响,施加预应力的主要作用是防止支撑与围护结构桩(墙)间的松弛,使围护结构受力合理。减少钢支撑的水平道数,坑周地表最大沉降值逐渐增加;对周边位移要求较严的基坑,可以使用多道钢筋混凝土撑代替钢支撑以减少坑周的地表沉降。本文的研究成果对于基坑设计、施工和对周围的建(构)筑物的保护具有一定的参考价值。     

基坑支撑轴力的计算分析

等值梁法以其原理明确、计算简便、可靠性好等优点而被广泛应用于实际工程中。本文在现场实测的基础上,依据等值梁法理论,计算分析了基坑在开挖过程中轴力的时空变化规律,并分析了不同地质条件对支撑轴力的影响。研究结果表明:支撑轴力在下道支撑起作用前随着基坑开挖深度的增大而增加,下道支撑起作用后可能会小幅增加或回落;至开挖到坑底,底板浇筑养护期间,下道支撑轴力先小幅上扬,至底板强度发挥作用后回落,此后轴力基本保持稳定;支撑的架设会对相邻支撑产生很大的影响,但是对相隔支撑的影响会因为相邻支撑的隔离作用而减弱。实测支撑最大轴力约为理论计算最大轴力的50%～88%,等值梁法未考虑墙土间摩擦力以及桩的刚度等因素致使理论计算值偏于保守。本文的研究结果可为类似工程的设计计算提供参考。     

复合土钉支护的有限元数值模拟及稳定性分析

在平面应变条件下,对采用水泥搅拌桩复合土钉支护的基坑进行了有限元数值模拟,在此基础上采用有限元稳定分析方法评价基坑的稳定性。通过对复合土钉工作机理的分析,并与普通土钉支护的基坑进行比较,分析二者的差异,为设计和施工提供一定的参考依据。     

地铁车站深基坑开挖变形监测分析与数值模拟研究

以某地铁深基坑工程为研究对象,分析了该基坑在开挖过程中地下连续墙的水平位移、墙后地表的沉降变化等趋势,同时借助有限元软件MIDAS对基坑开挖进行数值模拟,将计算结果与实测结果进行比较分析,总结出基坑变形特征规律,为后期同类基坑工程信息化施工提供借鉴。     

有限元法分析分层开挖对土钉墙支护结构变形的控制

基于有限元数值分析方法,建立了遵循时空效应的逐层开挖、随挖随支的分步施工模拟方法,对北京某基坑支护的实际工况进行了分析,重点研究了基坑开挖引起的水平位移量和邻近建筑物沉降量的变化,并与实际监测值进行了对比分析。模拟结果能够反映基坑逐层开挖过程土工结构体和施工荷载的逐渐变化与相互影响。     

基坑工程中支撑结构边坡稳定性的测试与仿真分析

对基坑工程中支撑结构边坡稳定性进行分析测试,在工程建设领域中具有重要的应用价值。当前测试方法难以确定基坑的安全稳定性系数,难以保证基坑的安全。提出一种基于圆弧滑动法的基坑工程中支撑结构边坡稳定性的分析方法。利用圆弧滑动法针对偏压对支撑结构稳定性造成的影响进行分析,为基坑工程中支撑结构边坡稳定性的分析提供了准确的理论基础。建立支撑结构受力分析模型,最终实现了基坑工程中支撑结构边坡稳定性的分析与测试。测试结果表明,利用该方法进行基坑工程中支撑结构边坡稳定性分析,能够得到更准确、多层次的分析结果,效果令人满意。     

板式无砟轨道应力响应分析

基于大型有限元分析软件ANSYS得到了Ⅱ型板式无砟轨道在列车荷载作用下结构的应力分布和位移影响。通过较为合理的选用有限元单元类型、道床板模型、支撑层模型、CA砂浆模型、钢轨和扣件模型,分析列车荷载不同作用方式、位置得出了轨道板、支撑层的应力图和应变图,并对其结果进行了分析。     

繁华城区深厚淤泥质黏土大跨地铁停车场深基坑实测变形性状分析

依托深圳地铁十号线中益田停车场大跨深基坑工程,对深基坑开挖过程中软土地层变形监测结果进行了统计分析,对基坑开挖引起的地下连续墙水平位移和地表沉降的时空变化规律及支撑应力变化进行了整体分析。进而针对城市软弱地基内地铁车站深基坑的变形监测方案设计与控制措施等都有一定的参考价值和理论意义。研究结果表明:(1)在基坑开挖过程中,地下连续墙变形趋势呈弓形变化,且在开挖深度3/4处变形速率最大;(2)对于跨度较大的基坑,水平支撑结构应力呈现先增加后减小的变化趋势,且危险位置出现在开挖至基坑中部时;(3)竖向支撑应力随开挖深度的增大逐渐增大,最大应力达到2812MPa。     

非线性随机有限元加速收敛算法下的基坑稳定性分析

基坑稳定性分析是基坑设计的一个重要环节,常用的基坑稳定性分析方法忽略了岩土参数的随机性,难以确定基坑的安全稳定性系数,理论分析结果与实际情况差异较大。针对上述问题,提出基于非线性随机有限元加速收敛算法的基坑稳定性分析方法。基于Drucker-Prager准则构建了基坑土体的本构模型,以基坑土体的屈服函数作为随机变量,分析基坑支护结构与土体相互作用机理,依据这种相互作用特性构建了基坑支护结构稳定性分析的失效函数和最危险滑动面的计算模型,推导出界面失效函数对各随机变量的偏导数,采用有限元程序对其进行迭代求解,得到了基坑的稳定安全系数。为了有效提高非线性随机有限元程序的收敛速度,加入Aitken加速法推导出有限元加速迭代式,并将其应用于基坑稳定性分析中。实验结果表明,所提方法合理可行,理论分析结果与基坑状态事实相符,且有效减少了有限元程序的迭代次数。     

H型钢构建的绿色深基坑支护体系初探

型钢水泥土搅拌墙和预应力型钢组合支撑构建的型钢支护系统符合绿色基坑支护要求。所有构件均为H型钢及其加工件。在与钢筋混凝土支撑和钢管支撑进行对比后,介绍了预应力型钢组合支撑的主要构件和连接节点,以及其与型钢水泥土搅拌墙的连接方式。其后分别用粉砂土基坑和软土基坑的监测数据说明型钢支护体系的可行性和便利性。     

黄土深基坑变形的数值计算与分析

主要研究陕西咸阳化工有限责任公司60万吨／年卸煤基坑变形监测与分析。对基坑变形分析,是利用有限元法,通过大型有限元程序PLAXIS7．0进行模拟基坑的变形。将所研究问题假设为平面应变问题,对土体采用Mohr—Coulomb弹塑性模型,对基坑进行有限元网格划分,模拟基坑支护结构,模拟基坑分步开挖,最后计算得出基坑的变形情况。     

广州地铁五号线大沙地站基坑支护设计与施工

介绍了广州市地铁五号线繁华地段大沙地站的基坑支护的设计与施工,基坑深度为17m,采用地下连续墙作为围护结构,三道钢支撑、钢筋混凝土支撑作为支撑体系,施工中对周边房屋采取了一些保护措施,为类似深基坑的设计与施工提供了有益的经验。     

顺发旺角城二期基坑工程

顺发旺角城二期基坑采用排桩+二道混凝土内支撑支护。坑边采用三轴水泥搅拌桩止水,坑内采用自流深井降水,基坑长约340 m,宽60～163 m。坑深分别为10.65～12.70 m不等。基坑中间设二个施工栈桥。基坑于2010年5月开始施工,2011年7月基坑施工顺利结束,达到了预期目标。     

某基坑支护工程加固实例

某基坑在开挖过程中支护结构变形过大,后采取卸载、锚拉、水平支撑等措施,基坑变形趋于稳定。分析了基坑变形的原因,详细介绍了加固方案,可为类似工程借鉴。