武汉某深基坑工程变形数值模拟与现场监测的对比分析

为保证深基坑工程的稳定性和安全性,掌握深基坑支护结构及土体的变形规律尤为重要。以武汉某深基坑工程为研究背景,利用MIDAS/GTS三维有限元软件对基坑开挖过程中三种工况下基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移及基坑外地表土体沉降变形特征进行了数值模拟,并与现场实际监测数据进行了对比分析。结果表明:随着基坑开挖深度的增加,基坑支护桩水平位移、基坑土体水平位移、基坑外地表土体沉降量越来越大,需要在施工过程中注意及时处理;模拟曲线与现场实际监测曲线的形状和变形趋势基本吻合,验证了数值模拟结果的合理性,对类似基坑工程的设计和施工具有一定的参考价值。     

BP人工神经网络在深基坑桩体位移预测中的应用

深基坑围护结构的水平位移是基坑变形破坏的最主要形式之一。深基坑在开挖过程中,由于卸荷作用产生的压力差使得基坑围护结构产生水平位移,如果位移值过大,则会直接导致基坑主体结构和周边建筑物的破坏。本文基于MATLAB神经网络工具箱函数建立了人工神经网络预测模型,对武汉某地铁车站深基坑开挖过程中桩体围护结构的水平位移进行了预测,并预测了基坑变形的未来发展趋势,以为基坑开挖与支护设计提供指导。预测结果显示其预测值与实际监测值基本一致,表明BP人工神经网络应用于深基坑桩体位移预测是可行、可靠的。     

弧形深基坑开挖对周边环境影响分析

弧形基坑围护结构土体作用的空间效应明显,形成的拱效应能减少开挖对周边环境影响。本文介绍某综合业务楼基坑弧形段围护设计方案,以及针对弧段基坑变形控制所采取的配套加固措施。采用FLAC3D对弧段基坑进行模拟计算,分析弧形段基坑支护结构空间变形特征及周边环境影响,总结弧形基坑设计及变形控制关键技术,为类似基坑工程设计、施工提供参考。     

武汉粉砂地层深基坑开挖对既有盾构隧道影响分析

以武汉粉砂地层大型商业综合体项目深基坑开挖工程为依托,通过对邻近地铁盾构隧道竖向位移和水平位移进行长期实时的自动化监测,分析在武汉粉砂地层中深基坑开挖对既有盾构隧道变形的影响,并分析了隧道管片裂缝的分布特征。结果表明：粉砂地层深基坑开挖主要引起既有盾构隧道沉降和朝向坑内的水平位移;在基坑开挖阶段,隧道沉降和水平位移迅速发展,而在基坑结构施工过程,隧道沉降和水平位移基本不进一步发展;随着基坑上部主体结构施工的进行,隧道发生隆起和朝向坑外的水平位移,在综合体室内装修阶段,隧道沉降和水平位移趋于稳定;基坑开挖过程诱发的盾构隧道纵向沉降和水平位移均呈现“U”形的变形模式,最大水平位移量出现在基坑开挖宽度中部;深基坑开挖诱发盾构隧道内部衬砌结构出现大量的平行管片裂缝,出现密集管片裂缝的区域基本上与隧道较大沉降量和水平位移出现的区域具有高度的一致性。     

基坑开挖及降水对周边地铁隧道变形的影响分析

为研究基坑开挖及降水对既有地铁隧道变形的影响。基于深圳前海某基坑项目,考虑基坑开挖及降水情况,结合修正的摩尔-库伦本构模型,利用MIDAS GTS NX软件建立基坑三维有限元模型和二维有限元模型,分析了基坑开挖及是否考虑降水对基坑支护结构变形的影响并与现场基坑支护结构的监测结果进行了对比,并分析了基坑开挖及降水对周边地铁隧道变形的影响,以及不同初始地下水水位(降水深度)对地铁隧道变形的影响。结果表明:基坑开挖时,考虑降水会增加基坑支护结构地连墙的变形,支护墙位移增加约4 mm,不能忽略降水情况;在基坑开挖及降水条件下,周边地铁隧道水平方向的变形呈"横蛋状",隧道竖向方向的变形呈整体下降趋势;当地下水水位埋深小于0.3倍的开挖深度时,地下水渗流对基坑变形的影响显著,当初始地下水水位埋深大于0.5倍的开挖深度时,地下水水位对基坑工程的影响相对减弱。     

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.     

基于时间序列的深基坑支护结构变形预测

基坑工程由于受多种因素的影响．目前已成为岩土工程中的重点和难点。在基坑施工过程中,需要根据现场的实际工程地质条件及选择的支护型式、建筑物的安全等级．对支护结构的变形进行严格控制。时间序列分析主要是指采用参数模型对所观测到的有序的随机数据进行分析与处理的一种数据处理方法。通过现场量测的深基坑围护结构变形信息资料,对数据进行整理和分析．利用时间序列分析法对支护结构的变形作出预测,以保证基坑安全施工。     

基于Logistic-ARMA组合模型对基坑开挖过程地表沉降的预测研究

基坑开挖对周边环境影响较大,对周边地表沉降进行预测预报是安全施工的重要手段。从沉降一般性规律出发,针对Logistic生长模型和ARMA模型对基坑开挖阶段地表沉降的预测精度低,进而提出Logistic-ARMA组合模型,并应用于工程实例。结果表明:Logistic-ARMA组合模型能降低基坑开挖过程对地表沉降预测精度的不利影响,相对单一模型具有更高的预测精度,且预测结果更为合理、可靠。     

不同覆盖层土性下逆断层场地破裂模型试验分析

发震断裂附近场地破裂及其上建筑物震害分析,是研究活动断层附近岩土体覆盖层厚度、建筑物避让距离及抗断裂措施等最直接、有效的方法。基于大尺寸强震覆盖层土体破裂模型试验平台,对紧邻逆断层的黏性土、砂土覆盖层场地及其含框架结构场地进行试验,分别从土体破裂传播形态、地表位移、土压力变化、加速度监测等方面对比分析,得出结论：(1)框架结构在不同土性覆盖层场地下几乎没改变发震断裂对自由场地土体破裂的传播规律,而受建筑物影响地表主破裂带均出现一定的“迁移”;(2)含框架结构的黏性土覆盖层场地在地表主破裂带处破裂更严重,而含框架结构的砂土覆盖层场地既在地表主破裂带处破裂更严重,也在主破裂带上盘一定距离凹陷严重。与黏性土场地相比,砂土场地对建筑物抗断裂设计更不利。     

武汉地铁二号线名都站深基坑施工期变形监测与分析

地铁车站深基坑监测对于保证基坑的正常施工与周围建筑物的安全具有重要意义。武汉地铁2号线名都站深基坑周边环境极其复杂,在距离基坑10 m的一侧分布有一幢30层高层建筑,另一侧有人员密集的学生公寓楼,结合其监测方案和监测数据,分析了基坑深部水平位移、周边重要建筑物及管线的沉降以及坑内钢支撑的轴力变化情况,并以此为依据对深基坑变形规律进行了研究,结果表明采用深基础形式的高层建筑物比采用浅基础的低矮建筑物能更好地抵抗沉降变形,但高层建筑物对基坑中上部的挤压作用不容忽视。     

基坑外设隔离桩参数对近邻既有地铁隧道变形的影响

隔离桩作为常见的施工变形控制措施在保护周围敏感和重要建(构)筑物等方面发挥了重要的作用,其相关设计参数对邻近建(构)筑物变形的影响研究具有重要意义.依托武汉市华中科创产业园基坑工程,采用正交试验设计方法,以隔离桩的布置位置即桩隧距离、桩间距、桩长和桩顶埋深为影响因素,分析隔离桩不同设计参数对基坑邻近既有地铁隧道水平位移...     

断层错动在砂土中传播规律的模型试验研究

利用自行研制的模型箱,以砂土为材料模拟45°和60°倾角下逆断层错动时的裂缝在土体中的发展模式、断层在地表的露头位置、以及断层错动的位移量与土层厚度之间的关系.并得出了一些有意义的结论:破坏面传播到地表所需的断层垂直位移与土体厚度成正比,且断层垂直位移与土体厚度的比值在2% ～8%之间:断层的垂直位移△H和断层的水平传...     

人工边坡破裂面的最短路径搜索方法及其应用

文章运用Dijkstra最短路径算法确定土体中最危险的潜在破裂面,通过弹塑性有限元模拟基坑开挖过程, 计算土体的位移和应力以及评价基坑的稳定性。文中较详细地叙述了这种基于有限元分析技术和组合优化法来确定土坡中最危险的潜在破裂面的原理和实施过程,并给出了计算实例,进行了相应的讨论。     

武汉岩溶区复合地层小型盾构施工引起的地表变形规律研究

小型盾构施工法是目前电力隧道施工的主要工法,在施工过程中不可避免地会引起地面沉降,影响附近建筑物的正常使用。为揭示武汉岩溶地区复合地层小型盾构施工引起的地表变形规律,在对现场勘察资料和地表变形监测数据进行统计分析的基础上,采用数值模拟的方法对不同组合复合地层、不同溶洞直径和不同溶洞埋深时的地表变形规律进行了数值模拟计算与分析。结果表明:岩层表面距隧道底板深度Z、溶洞距隧道底板高度H、隧道底板下溶洞直径D等对地表变形均有重要的影响;随着Z和D值的增加,地面沉降量最大值增加,随着H值的增加,地面沉降量最大值减小。在岩溶区复合地层开展小型盾构施工时,上软下硬的地层分布会产生应力集中现象,将会增大地表竖向变形。本研究为控制岩溶区复合地层小型盾构施工地表变形提供依据。     

基坑开挖诱发既有建(构)筑物变形的SVM-BP预测模型及其工程应用

为解决复杂施工环境下基坑周边近接建(构)筑物监测数据难以及时获取的问题,建立了基坑施工诱发周边既有建(构)筑物沉降SVM-BP预测模型。以某基坑工程近接建筑物的沉降为例,描述了该预测方法在实施过程中关键难点,并以实测数据进行验证。构建基坑开挖诱发周边既有建(构)筑物沉降预测体系,体系影响因子均来源于《建筑基坑工程监测技术规范》规定的应测项目,预测体系的构建关键在于影响因子与周边既有建(构)筑物沉降关系的建立。为此,根据实际工程案例特点和力学机理,采用将定性问题转换为定量表达的方法。而后,选择机器学习中的SVM、BP神经网络算法分别建立建(构)筑物响应预测模型。在此基础上,建立基于最小二乘准则的SVM-BP组合算法的预测模型,该模型可以充分利用不同机器学习算法的优势,一定程度上减少信息丢失,降低不确定性,使得预测精度进一步提高。     

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...     

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。     

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。     

新建隧道近接上穿对既有盾构隧道纵向变形的影响

新建隧道近接上穿将诱发下卧盾构隧道隆起变形,预测既有盾构隧道位移发展对近接上穿施工控制和既有盾构隧道保护具有重要意义。基于两阶段法,提出新建隧道近接上穿引发既有盾构隧道纵向位移解析解;通过可考虑环间接头弱化的非连续盾构隧道模型模拟既有盾构隧道,采用Riftin地基考虑盾构隧道-土层相互作用,同时通过Mindlin经典解得到新建隧道开挖卸载应力,并作用于既有盾构隧道之上,建立新建隧道上穿作用下既有盾构隧道纵向变形解答;通过将杭州圆形顶管隧道上穿既有地铁1号线、上海地铁8号线隧道上穿既有地铁2号线两个工程案例实测值与本文方法和常用Euler-Bernoulli(EB)等效连续梁模型计算结果进行对比,验证本文方法的合理性。研究结果表明：本文方法和EB连续梁模型预测的隧道纵向位移均接近实测值;本文方法预测的隧道弯矩和接头张开量均大于EB连续梁模型;但EB等效连续梁模型预测的纵向位移曲线整体呈现为光滑连续,而本文方法预测的位移曲线是由一系列短直线连接而成,在接头处存在“尖点”。     

地铁深基坑变形规律参数化方法探讨

在对基坑隆起、基坑围护桩体水平变形以及基坑周边地表沉降产生机理、变形规律和影响因素分析的基础上,提出各测项的变形模式：基坑隆起为抛物线模式,围护桩体水平变形和基坑周边地表沉降为双直线模式.变形模式中的参数取值与基坑条件（包括工程、水文地质条件、岩土体物理力学性质、支护结构形式等）存在对应关系.给出了以监测数据为基础的各变形模式参数的线性回归方法,为建立以回归参数控制的预测分析库奠定基础.