微型桩与帷幕的不同位置对复合土钉墙力学性状的影响分析

基坑工程中微型桩和止水帷幕的复合土钉墙是常用支护结构型式之一。在支护结构设计和施工时布置微型桩与帷幕的位置具有随意性,普遍忽视微型桩在帷幕内外不同位置对于支护结构力学性状的影响。依托济南某基坑工程,通过现场测试和数值模拟的对比分析,获得微型桩在帷幕内外两种位置条件下支护结构位移、土钉内力等变形及受力特征。分析结果表明,微型桩的位置不影响支护结构变形和内力的总体趋势;无坡顶荷载时,微型桩位置不同产生的差别不大;存在坡顶荷载时微型桩位于帷幕内侧时支护结构变形较小,土钉受力更合理,建议实际工程优先采用。     

土钉墙开挖性状的有限元分析

土钉墙是粉砂土、黏性土等地区基坑开挖围护的主要形式之一。采用ABAQUS有限元软件建立土钉-面层-土体的相互作用模型,土体应用Mohr-Coulomb本构模型,土体与土钉间的接触性质为摩擦小滑移,在此基础上,得到了土体深层水平位移、面层位移、面层土压力和土钉轴力的分布形式和基本规律。计算结果表明：深层土体水平位移的最大值发生在墙顶靠下或者墙顶的位置;坑底水平位移从坡脚向坑中逐渐变小,在基坑开挖深度范围内,减小的速率较大,以后趋于某一稳定值;土钉轴力两头较小,中间较大,作用在面层上的作用力值远小于土钉轴力,该力与作用在面层上的作用力之和等于土钉轴力;土钉墙的面层土压力随着深度的增加,先增加到最大值后,再逐渐减小,每开挖一步面层土压力就会增加,且最大值向下移动。     

高压旋喷桩复合土钉墙Plaxis有限元分析

根据高压旋喷桩复合土钉墙研究现状,提出了有限元数值分析软件Plaxis8．2选择理由,论述了土体本构模型选择原则,支护结构材料模型选择原则,参数取值原则,分步计算过程原则。重点给出了高压旋喷桩、土钉、砼面层相关参数的计算公式。通过代表性的示例研究了高压旋喷桩贡献作用规律。最后通过基坑支护实例,介绍了该程序在高压旋喷桩复合土钉墙设计方面的应用和验证情况。     

深基坑桩锚与土钉墙联合支护的数值模拟

目前工程界桩锚与土钉墙联合支护设计采用的是土钉墙与桩锚分开单独设计的思路。根据单独设计思路和桩锚与土钉墙联合支护基坑工程实际情况分别建立单独土钉墙数值模拟、单独桩锚数值模拟与联合支护数值模拟模型。通过不同设计方法的数值模拟与对比分析,得到以下结论:联合支护数值模拟同时考虑了上部土钉墙与下部桩锚支护结构,模拟过程与实际施工过程相符,结果较为合理;与联合支护模拟结果相比,单独土钉墙模拟得到的土钉内力,坡顶水平位移、坡顶沉降均较小,以此为设计依据使土钉墙偏于不安全;单独桩锚模拟与联合支护模拟相比则高估了锚杆拉力、桩顶沉降、桩身最大弯矩,使设计有些保守。     

长沙现代大厦复合土钉墙基坑支护方案设计

分析了长沙现代大厦基坑的岩土工程条件及周边环境条件，在此基础上对几种基坑支护方案进行了分析论证，并对所采用的复合土钉墙支护方案进行了设计计算。     

土钉墙滑移面的数值模拟

针对基坑上部为黏性土、下部砂土,就土钉支护结构的滑移面的形状问题,采用有限元软件Plais和ANSYS对土钉墙滑移面进行数值模拟,得到上部黏性土中为近似圆弧型,下部砂土中为直线型,其界线点在黏性土和砂土的分界面上,且滑移面不通过趾脚.用该滑移面进行土钉墙支护设计,可节省部分经费,并减轻工人的劳动强度.     

复合土钉墙支护技术在某大型软土基坑围护中的应用

根据拟建建筑基坑的工程地质条件、周边环境条件、基坑开挖深度等特点综合考虑，对基坑分段采用超前微型桩支护加土钉墙、放坡加土钉墙2种复合支护方案。实践证明，该工程所采用的多种复合式支护实施方案，技术安全可靠，经济合理。     

灌注桩—钢管桩复合土钉墙组合支护体系的研究与应用

随着城市建设的飞速发展,高层建筑日益增多,随之出现了大量超大、超深基坑,复杂的工程地质条件与周边建筑环境,给基坑支护工程带来了很多难题,单一的基坑支护体系往往已无法满足基坑稳定性要求。以北京市某基坑工程为例,介绍了一种新型组合支护体系——灌注桩-钢管桩复合土钉墙,通过与桩锚支护体系的对比研究,得出该组合支护体系在深基坑支护工程中的优越性。利用Midas GTS有限元分析软件,对基坑开挖过程进行模拟研究,对比分析了支护结构位移变形、基坑周边道路沉降等数值模拟结果与现场监测数据,结果表明：该组合支护体系对增强结构稳定性、控制边坡位移变形、减小土方开挖过程中对周边建筑环境的影响等方面具有良好作用。     

复合土钉基坑支护优化模拟分析

本文应用三维非线性数值模拟软件,对基坑工程中采用多种复合土钉支护方案进行数值模拟分析,包括及基坑工程的分步土方开挖、土钉安设与面层制作等全过程施工模拟,对包括同等工况下的单纯土钉支护、预应力锚杆复合土钉支护和超前微桩复合土钉支护力学性状比较,揭示复合土钉支护基坑的坑外土层张拉区分布、支护面层力学特征、坑底隆起和土钉轴力分布等方面的力学特性与差异性,结合复合土钉支护基坑工程实例应用,系统研究复合土钉支护作用机理及其工作性能,为推广应用和优化设计提供理论基础。     

基坑复合土钉支护的有限元分析

针对基坑复合土钉支护，讨论了类似问题的有限元分析方法，主要是卸载条件下土体变形模式，模型参数的选用以及开挖过程的模拟等。通过计算分析了水泥搅拌桩与土钉联合形式的复合土钉支护的工作性能，并对其设计提出初步看法。     

不同地层条件下复合土钉墙的变形分析及承载机理的研究

复合土钉墙是一种新型的支护技术,不同于传统的土钉支护.本文将复合土钉墙支护技术分别应用于饱和黄土地层和粉喷桩复合地层,并通过有限元模拟计算,对其在不同地层条件和不同开挖阶段的变形及其承载机理进行了分析研究,可以看出,复合土钉墙变形随地层条件的不同而不同,其承载机理也与传统土钉墙有较大差异.这些结论将为以后设计复合土钉墙和进行基坑开挖过程中事故的防范提供重要参考.     

土钉墙模型试验分析

通过土钉墙模型试验,研究土钉的分布对上钉墙成形整体的作用,超载对土钉墙的影响。     

某软土基坑复合土钉支护结构失稳分析与处理

简述了某软土基坑复合土钉支护结构失稳过程,分析失稳原因,介绍工程治理措施.文中还对软土基坑与残积土基坑破坏机理进行探讨,提出了软土基坑按地层可分为双层软土基坑、三层软土基坑.三层软土基坑比双层软土基坑采用复合土钉支护结构能较优控制变形和提高稳定性.可供工程技术人员参考.     

复合单元法的物理和数值试验验证

简述了复合单元法的基本原理和算法,该方法的主要优点在于可以明显地减少前处理的工作量和难度,且可以与有限单元很好地耦合在一个系统中。介绍了宝珠寺重力坝的物理模型超载试验。分别采用三维弹黏塑性复合单元法和三维弹黏塑性有限单元法对宝珠寺重力坝的超载工况进行了数值试验,并与物理试验进行比较。结果表明,三种方法得到的特征点位移吻合得较好,两种数值试验方法的整体位移和应力也基本一致。研究验证了复合单元法的正确性,也说明了该算法的主要优点：前处理简单,计算精度与有限单元法相当,同时还证实了复合单元单元法可以较好地解决复杂岩基上重力坝的变形与破坏问题。     

基于耦合方法的挡土墙地震响应的数值模拟

为有效描述动力灾变过程中挡土墙附近土体的细观特性,并大量减小离散元模拟的颗粒数目,节省计算时间,利用离散-连续耦合动力数值模型,模拟了已有离心机试验中重力式挡土墙的地震响应。靠近挡土墙的土体区域用相互作用的离散颗粒模拟,远离挡土墙的土体采用连续模型模拟,编写结构的动力有限元程序并嵌入离散元软件中来模拟挡土墙。通过离散元软件PFC2D和有限差分软件FLAC2D的交互运算实现耦合过程。耦合方法的核心在于:①在离散-连续土体的交界面保证连续性;②模拟中离散区域土体的宏观性质与连续土体模型一致。为进一步满足以上两点,分别提出了新的边界耦合力提取方法和自振柱模拟方法。研究表明耦合方法可以从细观尺度上有效描述土体与结构的相互作用和关心区域的土体特性。     

复合土钉支护结构中土钉设置的合理型式

采用非线性有限元方法,并借助正交试验原理,以支护最大水平位移为衡量目标,对复合土钉墙设计中的关键技术———土钉设置型式,包括倾角、间距、长度分布规律进行了合理性方面的研究。研究表明:将最长的土钉放于基坑中下部、保持较小的土钉间距和增大基坑中下部土钉倾角是复合土钉支护中土钉设置的最佳型式;在影响基坑变形敏感性程度上,土钉长度分布规律、间距、倾角依次降低。     

土钉墙数值模拟在干船坞坞墙中应用探讨

从减少基坑开挖过程中坞墙位移和控制坞壁渗水角度出发,利用数值模拟分析,探讨在深基坑开挖中得到广泛应用的普通土钉墙和用于船坞坞室基坑开挖中的复合土钉墙技术,将联合劲性水泥土搅拌桩的复合土钉墙用于干船坞的坞墙结构。从工程探讨角度,研究土钉联合劲性水泥土搅拌桩、预应力锚杆的复合土钉墙在干船坞这一特定条件下的应用问题,并通过分析模拟结果,为干船坞坞墙设计施工过程中安全问题提出一些注意点     

加锚节理岩体的复合单元法研究

加锚节理岩体有着复杂的细部结构和力学行为,常规的数值模型很难满足模拟这种力学行为的要求。进一步发展了笔者建立的加锚岩体的复合单元法,提出加锚节理岩体的复合单元法研究。在不考虑锚杆、节理等细部结构的情况下划分网格,分别定义了加锚岩体复合单元、不连续岩体复合单元和加锚节理岩体复合单元,并建立了其数值模型。同时,在复合单元中还定义了不同材料介质的子单元用来模拟加锚节理岩体内复杂的细部构造。对加锚节理复合单元法进行了理论推导和算例研究,通过与常规有限单元法计算结果的比较,表明了加锚节理岩体复合单元法的合理性,同时也突出体现了其前处理简便的优势。     

基于土体小应变本构模型的TRD工法成墙试验数值模拟

等厚度水泥土搅拌墙技术即TRD工法,近年来在深基坑工程中得到了广泛应用。以上海国际金融中心基坑工程开展的0.7 m厚、8 m宽、56.7 m深TRD成墙试验为背景,采用有限元方法,并基于土体小应变本构模型对其成墙过程进行了模拟,得到了土体侧向位移和地表沉降曲线,并与实测数据进行了对比。结果表明,距离墙体5 m处两者的土体侧向位移曲线基本一致,而距离墙体1.4 m处的土体侧向位移在深度大于20 m后的计算结果较实测值偏小;地表沉降在靠近墙体处最大,随着距墙体的距离增大而逐渐减小。最后分析了成墙深度对地表沉降和土体侧向变形的影响,结果表明,深度越深,引起的土体侧向变形和地表沉降也越大。通过不同成墙深度引起的地表沉降归一化曲线可看出,TRD成墙引起的最大地表沉降约为0.05%H（H为成墙深度）,沉降影响区域约为1.8H。     

地下工程渗流排水孔数值模拟的隐式复合单元法

根据渗流基本原理,提出了排水孔在地下工程中渗流数值模拟的隐式复合单元法。将排水孔隐含于模型网格中,得到排水孔在模型中的数据信息。判断所有排水孔与单元的相对位置,通过修正排水孔所穿过单元的渗透传导矩阵来模拟排水孔的强排水效果,并通过实例对排水子结构法和隐式复合单元法进行了比较。运用编制的三维有限元计算程序对某地下水电站厂房渗流场及排水孔进行了模拟,结果表明,采用隐式复合单元法对排水孔进行模拟是可行的。