等值梁法的改进

等值梁法是应用最广泛的一种用以计算支护内力的方法,但它只能以强度来控制设计.结合土压力位移关系,应用基本的力学方法,对等值梁法进行了改进,使它能够考虑支护的变形进行设计,从而更加适合工程要求.改进后的等值梁法仍然保持了简单实用的特点.通过与有限元法比较,改进后的等值梁在计算变形方面可以取得较好的结果.     

成层土中悬臂式地下墙内力计算等等值梁法

建筑基坑范围内的土层以成层土居多，基坑技术规范要求计算成层土的土压力时应分层计算，本文按等值梁法原理，给出了成层土中分层计算土压力，再计算悬臂式地下连续墙支护结构内力（剪力和弯矩）的方法。     

工字钢水泥土搅拌墙基坑支护的力学性能研究

河南某基坑最大开挖深度为5.8 m,场地以饱和淤泥质粉质黏土为主,与周边既有建筑最近距离为1.2 m,采用工字钢水泥土搅拌墙和预应力扩大头锚杆进行支护。运用PLAXIS有限元软件对该基坑支护结构进行数值模拟,得到了不同工况的土体位移、工字钢水泥土搅拌墙轴力和弯矩、预应力锚杆的锚固力和各开挖阶段的总乘子 ,结果表明,数值计算的土体水平位移与实际监测数据比较吻合,验证了工字钢水泥土搅拌墙建模的合理性;PLAXIS软件能较好地模拟基坑开挖过程中土层及结构的变形特点,验证了PLAXIS有限元软件在基坑工程的适用性;数值计算的土体水平位移、锚杆轴力、采用强度折减法计算的各开挖阶段的总乘子 均满足基坑设计要求,验证了工字钢水泥土搅拌墙在基坑支护的可行性,为类似基坑设计提供了理论依据。     

考虑动态因素的深基坑开挖反演分析及预测

以弹性地基梁法为基础,运用动态施工反演分析的思想,即在常规的反分析过程中引入隧步开挖和隧道支撑的动态施工因素,反算反映基坑土体性态的m值,以求仿真模拟深基坑工程实际施工情况,进而为下一工况的变形预报提供可靠保证。最后通过一个工程实例的计算值与实测值对比分析,验证了该法在基坑支护结构设计和施工过程中是合理可行性的。     

挡土结构古典内力计算方法的讨论

根据软土地区大量基坑支护的经验,对目前挡土结构古典内力计算常用的平衡法（悬臂结构）、等值梁法（单支撑结构）和弹性抗力法的计算结果进行了分析与比较,指出了古典内力计算方法的适用性。     

既有基坑延深开挖稳定性评价与支护方案确定

以北京市某特殊基坑工程为背景,采用FLAC3D软件,选用Mohr-Coulomb准则,对基坑在现有支护方案条件下进行延深开挖,计算分析桩锚支护体系的变形、受力情况。结果表明,基坑在现有支护方案条件下进行延深开挖将导致护坡桩抗弯性能不足、支护结构水平位移过大、锚固体系失效等问题,要保证基坑延深开挖后的安全稳定,必须对护坡桩增设支点,增加支护力。根据设计变更要求及施工现场实际条件,对多种加固支护方案进行比选,最终选用对护坡桩增设锚索的方案进行延深基坑的预加固。采用数值方法模拟分析上述加固方案后的基坑延深开挖力学行为,预测基坑及支护结构的变形情况,并与现场监测数据进行对比分析。结果表明,基坑延深开挖预加固支护方案合理有效,表明该方法对于类似工程的设计优化及现场施工具有重要的参考意义。     

非对称开挖基坑支撑式围护结构解析解

随着城市建设发展的需要,有两种甚至多种开挖深度的深基坑越来越常见,但设计时常按开挖较深侧单边设计,忽略两侧开挖深度不同带来的影响。基于等值梁法,通过改进开挖较浅侧围护结构所受土压力模式,推导了能考虑两侧挖深不同的支撑式围护结构深度计算公式,探讨了基坑开挖的非对称程度对围护结构插入比的影响。结果表明,相比于仅按单边设计,挖深较深侧对挖深较浅侧的推挤作用会使挖深较浅侧围护结构插入比增大,增大的幅度随非对称开挖程度的增加而增大,且挖深较深侧挖深越大,增大效应越显著。工程实例表明,综合考虑两侧挖深差异的影响,比仅按挖深较深侧单边设计更加经济、合理。     

复合土钉墙支护模型及在深大基坑工程中的应用

土钉墙是用于基坑开挖和边坡稳定的一种挡土结构,将土钉与预应力锚杆结合形成复合土钉墙结构。根据土钉、预应力锚杆和土体的联合作用机理,提出钉-锚-土联合作用模型模拟复合土钉墙的支护锚固效应。将该力学模型用于指导设计一深大基坑支护工程,使基坑支护设计方案得到显著优化,确保了基坑开挖稳定和周边环境的安全,基坑支护获得圆满成功。     

土钉墙支护技术在实际工程中的应用

从土钉墙的结构特点、适用范围和施工的一般要求出发,对土钉墙支护技术在工程中的应用进行了详细介绍。以中国煤炭地质总局地质研制厂职工集资住宅改建1#、2#住宅楼和地下车库基坑支护工程为例,介绍了基坑支护方案的选择和土钉墙的设计、计算、施工和监测方法。经基坑支护设计软件计算,自然开挖时,该基坑的边坡整体稳定性安全系数为0.61～0.67,采用地钉墙加固后,边坡的整体稳定性安全系数为1.47～1.49,单根土钉的抗拔安全系数均大于1.5,说明土钉墙支护设计方案是合理的;基坑施工监测显示,基坑水平位移值及沉降值均小于3mm,符合规范要求。     

有限元与改进单纯形法联合编程技术在位移反分析中的应用

根据弹性地基梁法基本思想,考虑基坑分步开挖和逐级加撑的动态施工因素,通过有限元计算模拟基坑实际开挖过程。结合现场监测数据,采用位移反分析方法反演各土层m 值,并准确预测后续工况支护体的变形。采用有限元通用软件ANSYS内嵌的APDL语言编程建立支护体有限元计算模型,并应用数学软件MATLAB编制“改进单纯形法”优化程序,编写了接口程序,实现了MATLAB对ANSYS模型的实时循环调用和逐步寻优。武汉长江隧道武昌明挖段基坑工程算例证明,基于单纯形法的联合编程技术能方便、高效地被应用于支护体位移反分析预测中。建立了基于本工况预测下一工况或相邻断面的扩展型位移反分析预测模型,预测结果与实测结果拟合程度较高。     

地铁车站深基坑桩锚支护结构内力试验研究

为研究深大复杂基坑桩锚支护结构内力演化规律和受荷特性,以总面积约为16×104 m2、最大开挖深度为26 m的基坑工程为依托,在支护桩和锚杆钢筋上预埋钢筋计,分别对基坑开挖过程中和桩头侧向加载、不同工况锚杆拉拔过程中桩的内力和锚杆内力进行监测。结果表明：（1）随着基坑的开挖,悬臂阶段3根支护桩外侧桩身应力呈拉-压-拉变化,内侧桩身应力呈压-拉变化;同一测点钢筋应力逐渐增大,最大值位置略微下移,应力零点出现的位置随桩长的不同而不同。单支点阶段随着基坑暴露时间的增加,外露桩身应力增大,桩身钢筋应力峰值出现在开挖面附近区域,嵌固段桩身应力变化复杂且应力零点比悬臂阶段出现的早。两支点阶段桩身钢筋应力变化更复杂,主要受基坑开挖时间和预应力锚杆的张拉锁定等因素的影响。（2）支护桩、锚杆支护结构设计需考虑其最大允许变形量;满足锚固长度临界值要求后,自由段越长,锚固效果越好,锚固段越短越经济。（3）在未施加拉力和不同拉力作用过程中,锚杆受力发生重分布,与以往土质或岩质基坑认识不同。（4）锚杆侧摩阻力中性点和潜在滑移面的出现与移动是一致的,可用于确定基坑潜在滑移面位置和锚杆临界长度。     

桩锚支护结构设计及支护结构变形监测分析

结合北京一个基坑支护工程,从设计角度就桩锚支护结构在基坑支护中的应用及变形控制进行了阐述。根据受力情况,护坡桩主筋配筋采用不均匀布置方式,结合工程、支护结构特点分段配筋;为了满足基坑安全及现场施工用地,砖墙设计时,在砖墙中部增设混凝土腰梁;护坡桩施工中,运用不同的施工工艺,保证了护坡范围内古树的生命安全。从基坑开挖监测角度,对支护结构顶部水平位移进行了监测,对周边建（构）筑物进行了沉降监测,同时对锚杆进行了检测与监测。结果分析表明,基坑水平及垂直变形量均在设计控制范围内,基坑整体稳定,桩锚支护结构对变形起到了有效的控制作用。     

改进的杆系有限元在预应力锚杆柔性支护法中应用

现在基坑设计中常用的杆系有限元计算方法是基于桩墙和锚杆联合支护的,不适用于预应力锚杆柔性支护。根据预应力锚杆柔性支护法的施工特点,改进了杆系有限元计算模型,提出柔性支护的开挖荷载计算方法,使之可以适用于预应力锚杆柔性支护法。编制了相应的计算程序,最后对一个实际工程进行计算分析,结果表明,用改进后的杆系有限元方法可以计算出预应力锚杆柔性支护的基坑水平位移、锚杆轴力,计算值与实测值较为吻合。     

排桩支护基坑的一种桩身位移及内力解析法推导及其应用

选取某一支护面上的任意一根桩为研究对象,设置一道支撑（或锚索或锚杆）及开挖至坑底,建立其受力平衡方程和位移协调方程。通过圈梁的协调作用,将研究对象扩大到整个支护面,推导出能够同时考虑开挖过程、支撑设置以及桩-土-圈梁共同作用的支护面位移和受力方程组,利用FORTRAN语言编制的程序求解,可计算出开挖至坑底工况下圈梁、桩身任一截面的内力、水平位移。通过算例计算圈梁（桩顶）的位移与监测位移及部分桩的内力,与文献[1]方法计算的内力进行对比分析,验证文中方法的合理与可行性。     

预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法

以预应力锚杆复合土钉支护体系受力变形为分析对象,假定潜在滑裂面为平面,并考虑土体分层开挖过程,将施加预应力作为一个施工工况,建立了预应力锚杆复合土钉支护体系受力变形的增量解析方法。锚杆预应力和设置位置影响分析表明,随着锚杆预应力值的增加,潜在滑裂面的倾角逐渐减小,对基坑整体稳定性的贡献先增大后减小;锚杆设置越低,增加预应力对基坑整体稳定性的贡献越大。通过实际基坑支护工程的数值模拟分析与施工过程监测结果的对比分析,验证了考虑预应力锚杆施工过程特点的复合土钉支护体系增量解析方法的合理性。     

预应力锚索受力特性与初始张拉吨位优化分析

基于预应力锚索作用和锚固界面力学传递机制,建立了锚固界面应力计算模型,并提出了一种可以考虑锚固界面剪切滑移的锚索应力计算方法;基于锚索预应力损失机制,对造成预应力损失的各种因素进行了分析,并给出了各种因素影响下的预应力损失计算方法;基于锚索应力求解的基本理论,同时考虑整个施工过程中的预应力损失量,将洞室群开挖过程中锚索应力的变化量作为锚索初始张拉的安全余量,提出了一种预应力锚索初始张拉吨位计算方法。并据此编制有限元计算程序,以某水电站地下厂房洞室群为工程实例,验证了该方法的合理性。     

基于改进增量法的桩锚支护结构位移与内力计算

在基坑设计计算中,就深基坑桩锚支护结构的受力与变形研究而言,目前运用较为广泛的是改进增量法理论,荷载增量的准确计算是该理论是否应用于实践的关键点,荷载增量的计算中是否应考虑开挖面以下土体因抗力系数变动引起弹性抗力变化释放的反力增量成为研究焦点,而对土体弹性抗力的影响因素却少有研究。鉴于此,本文在计算荷载增量时,综合考虑位移土压力及开挖面以下土体因抗力系数变动引起弹性抗力变化的影响,提出了更符合工程实际的增量计算方法。结合工程实例,编制了MATLAB计算程序,将其所得结果与未考虑前进行了对比,并进一步采用有限元软件PLAXIS对工程实例进行模拟,验证了此方法的合理性,结果表明本文提出的基于改进增量法的桩锚支护结构位移与内力计算方法是合理、可行的。最后对影响土体弹性抗力的两大因素——土体黏聚力c与内摩擦角φ,通过控制变量法分别进行了讨论分析,结果显示随着土体黏聚力c或内摩擦角φ的减小,桩身位移呈现逐渐增大的趋势,但最大位移都在基坑变形允许的范围内。     

南昌商业中心深基坑工程组合支护技术

以南昌市一商业中心深基坑支护工程实例为背景,通过分析周边环境、地质条件、开挖深度,在保证安全的前提下,充分利用各种因素降低基坑支护造价。在地下水控制上,合理确定坑外地下水位控制标高,采用截水、降水的组合形式。基坑支护采用组合支护结构,在不同部位分别采用土钉墙、锚拉式排桩的支护形式;支护结构上,下部采用不同结构类型的组合。通过设计方案比较与优化,做到安全适用、经济合理。     

锦屏一级电站尾水调压室大角度上仰孔锚索施工

锦屏一级水电站地下厂房尾水调压室顶拱发育有f14、f18断层及煌斑岩脉,开挖后出露断层及其影响带岩体破碎,风化强烈,围岩不稳定,为了洞室稳定及施工安全,设计采用预应力锚索进行加强支护。介绍了尾水调压室大角度上仰孔锚索的施工方法。     

锚杆与土体界面渐进破坏的解析解

利用点荷载,作用于半无限空间的Mindlin位移解,考虑锚杆与土体界面的渐进破坏过程,推导出界面摩阻力的微分方程解析解。编制了相应的计算程序,把计算结果和现场试验值进行比较,结果较为吻合,二者的数据都表明,随着锚头拉力的增加,土-锚杆摩阻力峰值逐渐向锚杆末端转移,而锚杆前端则发生部分范围的滑移。然后,利用所求得的解析解,研究了土体弹性模量、锚杆孔径对锚杆摩阻力分布的影响,可见土体弹性模量越大,则界面上的摩阻力越容易达到峰值,从而产生破坏,而锚杆孔径越大,则界面上的摩阻力上升越慢,可延缓破坏过程。