大型基坑复合土钉支护结构的数值模拟与分析

随着城市发展和建设,大型深基坑工程越来越多,受场地空间限制,在基坑设计与施工过程中,支护结构内力的变化、基坑周围地层的沉降以及周围环境的影响已成为评价基坑稳定的关键因素.本文基于FLAC3D软件,以邯郸天琴大厦深基坑工程为例,对该基坑复合钉支护结构进行了数值模拟,研究了复合土钉支护下边坡的变形与沉降、基坑开挖时塑性区的分布以及支护构件的力学特性变化规律.结果表明:土体的沉降影响范围和水平位移都与基坑开挖深度成一定的比例关系;通过基坑复合土钉支护结构的轴力与剪切变化特征分析,可推算出失稳区域的发生位置与形状.将数值模拟结果与实际监测数据进行对比分析,从而验证了模拟结果的可靠性,对基坑工程的设计与施工具有重要的参考价值.     

抗剪强度折减系数法在基坑土钉墙稳定性分析中的应用研究

深基坑土钉墙支护结构由于其经济可靠且施工快速简便,已在许多国家得到迅速的发展和应用。但由于土钉墙支护基坑边坡稳定性分析中土体计算参数的难以确定,常常误导土钉设计,造成众多基坑土钉墙事故的发生。笔者根据抗剪强度折减系数理论,并结合FLAC3D三维动态仿真模拟．分析了基坑土钉墙在开挖与支护作用下的应力场与位移场分布形态特征,据此得出其发生扰动后的综合强度参数,以此综合强度参数计算基坑坡体的安全系数,为基坑土钉墙稳定性分析提供了有效途径。     

偏压条件下地铁工作井开挖安全及井-隧相互影响研究

武汉地铁正处于实现"主城成网、新城通线"目标的关键时期,地铁施工安全尤为重要.为研究偏压条件下地铁工作井(深基坑)开挖安全及井隧相互影响,以武汉地铁19号线5标段4号井为例,首先依托工程地质勘察资料建立三维数值模型,对深基坑变形进行了数值模拟计算与分析;然后在施工过程中对深基坑周边地表沉降、围护桩深层水平位移、内支撑轴...     

深基坑桩锚支护体系的受力变形研究及优化设计

桩锚支护体系是近年来随着基坑工程的发展而发展起来的一种新型支护结构,因其工程适用性强而被广泛地运用于岩土工程施工中。但是目前有关基坑桩锚支护体系的理论研究往往无法满足现场施工技术的改进,很多以诸多假定为前提的计算模型并不能真实地反映基坑桩锚支护结构与土层之间的关系,以及桩锚支护体系本身的受力和变形特征等。本文以武汉市东湖春树里基坑支护工程项目为例,对该工程深基坑桩锚支护体系的结构受力及变形状况进行了ANSYS有限元数值模拟和分析,同时运用混合遗传算法研究分析了基坑支护相关的参数和约束条件,并对该基坑桩锚支护体系的结构进行了优化设计。     

基坑开挖影响下下卧盾构隧道变形及控制措施研究

近年来地铁建设不断加快,在地铁隧道上方施工已成常态。为研究基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,评价不同变形控制措施的实际控制效果,以武汉市轨道交通6号线琴台变电站地下电缆通道工程为例,采用两阶段法计算了基坑开挖影响下下卧盾构隧道的隆起变形,同时采用数值模拟方法对无加固、压力注浆加固、水泥土搅拌桩加固和压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施4种工况下下卧隧道的隆起变形值进行了数值模拟计算,并将数值模拟结果与实际工程监测数据进行了对比分析。结果表明:对于初步预测基坑开挖引起下卧盾构隧道的隆起变形,该理论计算方法可靠、实用;压力注浆+水泥土搅拌桩综合加固控制措施使下卧盾构隧道的隆起变形和横断面收敛变形值分别减小至2.3 mm和0.35 mm,控制效果良好,具有一定的实际推广意义,可为类似工程提供参考。     

地铁深基坑内支撑结构优化分析

深基坑工程中不同支撑数量会影响基坑系统支护结构的刚度,将对基坑的变形产生一定的影响。武汉市某地铁车站深基坑工程在设计前期分别提出了两种基坑支护结构设计方案,一种采用五道内支撑,另一种采用六道内支撑。为验证不同内支撑数量对该深基坑支护结构的影响,采用Plaxis 3D有限元软件建立了三维有限元模型,模拟分析了不同内支撑数量对该深基坑支护结构的影响。结果表明:六道内支撑方案中-11.8 m处的钢撑使地表以下约8~19 m范围内地下连续墙侧向水平位移增幅显著减少,墙体侧向变形值均在35 mm范围内;五道内支撑方案中基坑长边地下连续墙最大侧向水平位移均保持在40~50 mm左右,总体上满足规范对基坑支护结构变形的要求;六道内支撑方案设计过于保守,造成了经济浪费,五道内支撑方案同时兼顾了安全性与经济性,更适合作为该深基坑现场支护结构的设计方案;将数值模拟结果与现场监测结果进行对比,发现两者具有较好的一致性,证明了有限元模型计算结果的正确性。     

基于PFC~(3D)的三轴数值试验模型在建筑垃圾堆填体稳定性分析中的应用

随着我国的城镇化进程加速显著,建筑垃圾堆填体数量急剧增加,存在失稳滑坡的潜在危险,现有研究对于建筑垃圾堆填体稳定性的研究缺乏理论支撑。为此,本文首先选取典型建筑垃圾堆填材料进行了室内三轴试验,确定与该三轴试验对应的颗粒流数值模拟细观参数;然后建立基于PFC~(3D)三轴数值试验模型,得到较为统一的强度参数;最后利用FLAC~(3D)软件和计算得到的强度参数分析了实际建筑垃圾堆填体的稳定性。数值算例表明,应用本文方法判断建筑垃圾堆填体的安全系数,具有一定的普适性,可用于分析同类工程在堆填过程中的坡体稳定性。     

中粗砂层桩端注浆工程实例及数值模拟研究

以潮汕地区的桩端注浆工程实例为依托,在分析工程地层特性及后注浆施工工艺的基础上,通过试桩静载试验,研究了在中粗砂层桩端注浆的作用效果,结合PFC~(2D)数值模拟软件以颗粒流的形式从细观上对中粗砂层桩端注浆过程进行了数值模拟研究,并在细观上分析了中粗砂层桩端注浆的作用形式、作用机理。结果表明:在中粗砂层的桩端注浆能有效提升桩端砂层的强度,从而提高桩基的承载性能;桩端注浆会改变桩端土体的性质,引起注浆孔附近土体应力及孔隙率的变化;桩端的注浆形式也与注浆压力有关,当注浆压力较小时,桩端注浆主要以渗透注浆形式为主,当注浆压力增大达到一定程度时,桩端注浆会出现渗透、压密、劈裂并现的注浆形式。该研究可为在中粗砂层桩端注浆的设计和施工提供依据,并可为进一步完善注浆理论的研究且为类似工程优化注浆方案提供参考。     

新型波纹板导流墙氧化沟水力特性的数值模拟

提出新型波纹板导流墙氧化沟结构,并基于N-S方程和k-ε紊流模型,采用有限体积法,对新型波纹板导流墙氧化沟的水流流态和水流速度分布进行数值模拟。同时与无延长导流墙和平板导流墙的数值模拟进行比较,研究结果表明:新型波纹板导流墙对降低氧化沟隔墙背后的水流低速区范围和改善污泥沉积有促进作用。     

多雨环境下山体周边建筑基坑排桩方案设计与实现研究

传统设计建筑基坑排桩方案在常规环境下能够达到建筑工程要求,但在多雨环境下对山体周边建筑并不适用,并且安全性能较低。为此提出多雨环境下山体周边建筑基坑排桩方案设计与实现。采用多种排桩模式设计,使用HPB300、HRB400级钢筋作为主体支撑;依据土压力计算公式推导出嵌固深度有效值,确定排桩具体形状参数。设置安全性验算,实现多雨环境下山体周边建筑基坑排桩方案设计。